整，能 觀察到非常全面的仿真結(jié)果，極大方便設(shè)計(jì)人員進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。
【附圖說明】
[0057]圖1為本發(fā)明具有不規(guī)則末端緩沖機(jī)構(gòu)的液壓缸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0058] 圖2為本發(fā)明液壓缸緩沖時(shí)各腔體示意圖；
[0059] 圖3為本發(fā)明液壓缸末端緩沖柱塞結(jié)構(gòu)圖；
[0060] 圖4為本發(fā)明液壓缸中節(jié)流環(huán)結(jié)構(gòu)圖；
[0061] 圖5為本發(fā)明液壓缸節(jié)流環(huán)尺寸示意圖；
[0062] 圖6為本發(fā)明末端緩沖柱塞的尺寸示意圖；
[0063] 圖7為本發(fā)明具有不規(guī)則末端緩沖機(jī)構(gòu)的液壓缸的方法流程圖；
[0064]圖8為本發(fā)明緩沖折算模塊的圖標(biāo)；
[0065] 圖9為本發(fā)明液壓缸的整體模型；
[0066]圖10為本發(fā)明緩沖折算模塊的參數(shù)設(shè)置界面圖；
[0067] 圖11為本發(fā)明液壓缸緩沖仿真結(jié)果的速度-時(shí)間曲線圖；
[0068]圖12為本發(fā)明建立AMESim的緩沖折算模塊的流程圖。
[0069] 1-缸體；2-活塞桿；3-活塞；4-節(jié)流環(huán)；5-活塞內(nèi)緩沖孔；6-末端緩沖柱塞；7-柱 塞排油內(nèi)孔；8-緩沖柱塞斜切面；9-緩沖柱塞圓柱面；10-斜切面起始點(diǎn)E ;11_圓柱面起始 點(diǎn)F ;12_工作腔；13-緩沖腔；14-液壓缸出油口；15-緩沖間隙；
【具體實(shí)施方式】
[0070] 下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0071] 常見的液壓缸中，末端緩沖柱塞形狀有圓柱狀、圓錐狀或臺(tái)階狀等，緩沖時(shí)流場中 的壓力分布較為清晰；本發(fā)明所提出的具有不規(guī)則末端緩沖機(jī)構(gòu)的液壓缸，是與常見形狀 的末端緩沖柱塞相對(duì)的液壓缸，不規(guī)則的形狀由于形狀的特殊性，其對(duì)流場的影響，難以直 接采用當(dāng)下流體力學(xué)理論，進(jìn)行準(zhǔn)確分析和嚴(yán)謹(jǐn)數(shù)學(xué)描述，流場中的壓力分布規(guī)律不明，直 接建立數(shù)學(xué)模型非常困難。
[0072] 本發(fā)明不規(guī)則末端緩沖機(jī)構(gòu)的液壓缸，采用具有三個(gè)斜切面的緩沖柱塞作為不規(guī) 則末端緩沖機(jī)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括：缸體1，活塞桿2,活塞3,節(jié)流環(huán)4和末端緩 沖柱塞6;
[0073] 活塞3工作時(shí)將缸體1分為工作腔12和緩沖腔13,活塞3與活塞桿2相連接處為 活塞內(nèi)緩沖孔5,活塞內(nèi)緩沖孔5開口端套接1個(gè)節(jié)流環(huán)4,如圖4所示，節(jié)流環(huán)4上留有1 個(gè)開口；開口截面為矩形。
[0074] 末纟而緩沖柱塞6如圖3所不，米用圓同狀緩沖柱塞與液壓缸出油口 14相連；末立而 緩沖柱塞6外表面分為緩沖柱塞斜切面8和緩沖柱塞圓柱面9;緩沖柱塞斜切面8有三個(gè)， 位于末端緩沖柱塞6的前端，與節(jié)流環(huán)4相對(duì)，末端緩沖柱塞6的剖面圖中，緩沖柱塞斜切 面的起始位置為斜切面起始點(diǎn)E10;斜切面起始點(diǎn)E10位于緩沖柱塞斜切面8與末端緩沖 柱塞6相交的圓弧線上；三個(gè)緩沖柱塞斜切面8沿末端緩沖柱塞6的圓周均勻分布，末端緩 沖柱塞6的后端為緩沖柱塞圓柱面9,圓柱面起始點(diǎn)F11位于緩沖柱塞圓柱面9與緩沖柱塞 斜切面8相交的曲線上；末端緩沖柱塞6內(nèi)部為柱塞排油內(nèi)孔7。
[0075] 活塞3的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程分為三個(gè)緩沖階段：
[0076] 第一階段為無緩沖階段；活塞3沿著活塞移動(dòng)方向移動(dòng)，本發(fā)明中設(shè)置從右向左 的方向?yàn)榛钊苿?dòng)方向；當(dāng)活塞3運(yùn)動(dòng)到末端緩沖柱塞6的緩沖柱塞斜切面8之前，即末端 緩沖柱塞6未進(jìn)入活塞3上的活塞內(nèi)緩沖孔5時(shí)，液壓缸工作在一般模式，液壓油直接從柱 塞排油內(nèi)孔7流出，緩沖機(jī)構(gòu)不產(chǎn)生節(jié)流緩沖效應(yīng)。
[0077] 第二階段為斜切面變截面節(jié)流緩沖階段；如圖2所示，隨著活塞桿2的推進(jìn)，活塞 3從末端緩沖柱塞6的緩沖柱塞斜切面8繼續(xù)移動(dòng)后，開始產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)，當(dāng)活塞3移動(dòng)到 使得末端緩沖柱塞6進(jìn)入活塞內(nèi)緩沖孔5時(shí)，緩沖發(fā)生。直至活塞3運(yùn)動(dòng)到緩沖柱塞圓柱 面9之前；緩沖柱塞斜切面8和活塞3內(nèi)孔壁間形成3個(gè)緩沖間隙15;液壓油推動(dòng)活塞3 繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，活塞3擠壓緩沖腔13的液壓油，液壓油通過緩沖間隙15和節(jié)流環(huán)4上的開 口流入排油腔，排油腔即活塞緩沖內(nèi)孔5和柱塞排油內(nèi)孔7套接在一起形成的腔，排油腔的 液壓油通過孔道流出液壓缸出油口 14。此時(shí)緩沖切面面積為緩沖間隙15的切面積和節(jié)流 環(huán)4開口的面積之和，隨著活塞3的繼續(xù)推進(jìn)，緩沖間隙15越來越小，緩沖切面面積也越來 越小，節(jié)流緩沖效果逐漸明顯。
[0078] 第三階段為固定間隙節(jié)流緩沖階段。隨著活塞桿2的位移繼續(xù)增加，當(dāng)活塞3從 緩沖柱塞圓柱面9繼續(xù)移動(dòng)后，緩沖過渡到固定間隙緩沖階段，緩沖腔13的液壓油只能通 過節(jié)流環(huán)4開口處流出，即緩沖切面面積固定，此時(shí)緩沖效果明顯。
[0079] 在每個(gè)階段，液壓缸相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型不同。
[0080] -種具有不規(guī)則末端緩沖機(jī)構(gòu)液壓缸的仿真實(shí)現(xiàn)方法，用較為簡潔的方法實(shí)現(xiàn)對(duì) 復(fù)雜緩沖過程的仿真，借用較為成熟和常見的液壓仿真軟件AMESim中的AMESet二次開發(fā) 功能。通過對(duì)緩沖機(jī)構(gòu)的分析，去繁從簡，著眼于其中關(guān)鍵因素，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，并在 AMESet中將其封裝為AMESim標(biāo)準(zhǔn)模塊，從而建立具有不規(guī)則末端緩沖機(jī)構(gòu)的液壓缸仿真 模型，利用仿真結(jié)果實(shí)現(xiàn)對(duì)各種緩沖結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
[0081] 針對(duì)具有不規(guī)則末端緩沖機(jī)構(gòu)的液壓缸的緩沖仿真實(shí)現(xiàn)方法，如圖7所示，分為 以下幾個(gè)步驟：
[0082] 步驟一、確定每個(gè)緩沖階段的節(jié)流面積；
[0083] 針對(duì)末端緩沖柱塞6在液壓缸中的三個(gè)階段，分別計(jì)算每個(gè)階段的節(jié)流面積；
[0084] 第一階段，不涉及緩沖，采用標(biāo)準(zhǔn)液壓缸的模型即可。
[0085] 第二階段，末端緩沖柱塞6在斜切面處移動(dòng)時(shí)的變截面節(jié)流緩沖；
[0086] 緩沖切面面積為緩沖間隙15的切面積和節(jié)流環(huán)4開口的面積；
[0087] 緩沖切面面積\的計(jì)算公式如下：
[0088] Sx=6Sx1+Sx2 (1)
[0089] 其中：SX為第二階段緩沖切面的節(jié)流面積；Sxl為緩沖間隙的切面積；Sx2為節(jié)流環(huán) 上開口形成的節(jié)流面積；
[0090] 節(jié)流環(huán)上開口形成的節(jié)流面積Sx2為固定值，計(jì)算如下：
[0091] Sx2=WH(2)
[0092] 其中：如圖5所示，W為節(jié)流環(huán)縫隙寬度；H為節(jié)流環(huán)縫隙高度；
[0093] 緩沖間隙的切面積Sxl，也就是橫截面上斜切面與節(jié)流環(huán)間縫隙形成的節(jié)流面積， 計(jì)算如下：
[0094]
[0095] D為末端緩沖柱塞的直徑；0為末端緩沖柱塞剖面圖中，斜切面與圓弧面的交點(diǎn) 偏離中心線的角度
lx為末端緩沖柱塞剖面圖中，斜切面與圓弧面的交 點(diǎn)偏離中心線的距離
為斜切面剖切最深處的值，hx = (l-x)tan(a);x為活塞偏離斜切面起始點(diǎn)E所在曲線的位移；如圖6所示，1為緩沖柱塞 斜切面段的長度；a為緩沖柱塞斜切面的傾角；
[0096] 第三階段，固定間隙節(jié)流緩沖。
[0097] 此階段的節(jié)流面積S'，為：
[0098] S，x=Sx2=WH (4)
[0099] 步驟二、建立AMESim的緩沖折算模塊；
[0100] LMSImagine.LabAMESim為多學(xué)科領(lǐng)域復(fù)雜系統(tǒng)建模仿真平臺(tái)。根據(jù)步驟一分析 的結(jié)果，定義接口，編寫算法代碼，在AMESim平臺(tái)中建立緩沖折算模塊，能與AMESim平臺(tái)中 其它標(biāo)準(zhǔn)模塊兼容，一起進(jìn)行聯(lián)合仿真，基本功能是將有效面積折算成節(jié)流閥直徑。
[0101] 如圖12所示，可分為三個(gè)步驟：
[0102] 步驟201、繪制緩沖折算模塊的圖標(biāo)；
[0103] 利用AMESim平臺(tái)AMESet中提供的模塊開發(fā)環(huán)境，繪制緩沖折算模塊的圖標(biāo)，如圖 8所示，緩沖折算模塊的圖標(biāo)為Cushion，將緩沖折算模塊繪制成兩個(gè)接口，并將接口定義 為信號(hào)接口。
[0104] 步驟202、定義緩沖折算模塊的參數(shù)；
[0105] 緩沖折算模塊參數(shù)分為三大類，（1)、接口參數(shù)，與其它模塊交互的參數(shù)；包括：輸 出信號(hào)參數(shù)和輸入的位移信號(hào)參數(shù)；(2)、內(nèi)部參數(shù)，僅緩沖折算模塊內(nèi)部運(yùn)算過程中可能 使用的參數(shù)，視為運(yùn)算的中間結(jié)果；包括：緩沖間隙的切面積S xl參數(shù)、節(jié)流環(huán)上開口形成的 節(jié)流面積Sx2參數(shù)和對(duì)應(yīng)角度P參數(shù)；（3)、可調(diào)整參數(shù)，指緩沖折算模塊建立好后，用戶使用 時(shí)可設(shè)定其具體數(shù)值的參數(shù)。包括：液壓缸行程參數(shù)，緩沖行程參數(shù)，緩沖柱塞斜切面的傾 角（a)參數(shù)，節(jié)流環(huán)縫隙寬度（W)參數(shù)，末端緩沖柱塞半徑（D/2)參