管件液压胀形机电液系统建模仿真与试验分析.pdf

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1、第27卷第1期计算机仿真2010年1月文章编号：1006—9348(2010)01—0292—05管件液压胀形机电液系统建模仿真与试验分析韩新宇，邓秀剑，刘利(上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240)摘要：内高压成形液压机侧缸通常采用阀控非对称缸设计，结构卜的非对称性造成了两个方向上动态特性不对称，给侧缸同步控制造成了困难。通过给出了内高压成形液压机侧缸位置同步控制系统的数学模型，并对模型采用SIMULINK软件进行计算机仿真，对上述问题提出了同等方式、主从方式、同等+主从方式i种策略，并进行了比较与分析。最后给出了试验结果，并对

2、从响应的快速性和精度方面对试验结果进行了分析。结果表明，采取的控制策略合理可行且设计简单，位移和压力系统均能正常工作，对于其它内高压成型机非对称缸同步控制具有重要参考价值。关键词：内高压成形；位置同步控制；建模与仿真中图分类号：Tm37．9文献标识码：AModeling，SimulationandAnalysisoftheTubeHigh—pressureHydroformingSystemHANXin—yu，DENGXiu—jian，UU“(SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaotongUni

3、versity，Shanghai200240，China)ABSTRACT：Valve--controllingasymmetriccylinderplanisfrequentlyadoptedforhish——pressureformingequip·-merit．Butthestructuralasymmetryleadstodynamicperformanceasymmetryonthetwomovingdirections，whichmakesitdifficulttocontrolthesynchronousmovementoft

4、wosidecylinders．Amathematicalmodelofsynchronoussystemofhish—-accuracypositionisgiveninthearticle．ComputersimulationisdonebasedonSIMULINK．Tosolvetheabove—mentionedproblem．threecontrolstrategieswhichareusedinsynchronoussystemarecomparedand8／la-lyzed．neyaresynchronousmode，mas

5、ter—slavemodeandsynchronousplusmaster—slavemode．Finally，flometestresultsandtheiranalysesaregiven．Analysisisconductedfromtheperspectivesofresponsevelocityandpreci-sion．Theresultsindicatethatthecontrolstrategyisreasonable，feasibleandsimple．Thepositionandpressuresys·ternsboth

6、workedwell．Themethodsarereferableforthedesignofotherasymmetriccylindercontrolinhydroformingequipment．KEYWORDS：Internalhish—pressurehydroforming；Synchronoussystemofhighaccuracyposition；Modelingandsimulationl引言减轻重量、节约材料是现代先进制造技术发展的趋势之一。实现轻量化的有主要途径之一就是在结构上采用“以空代实”的变截面等强构件，它即可

7、减轻质量又可充分利用材料的强度和刚度。管件液压成形正是适应这种需求开发出来的一种制造空心轻体构件的先进制造技术，——以管材作坯料，通过管材内部施加超高压液体和轴向进给补料把管坯压入到模具型腔使其成形为所需工件⋯。美国、德国、日本已将该技术用于机器零件的制造，其成形压力一般大于500MPa，有时甚至超过1000MPa旧J。本文的分析方法和结论收稿日期：2008一09一17修回日期：2008—10—16．—·——292I对于内高压成形技术将具有较为普遍的指导和参考意义。侧缸电液比例控制系统是内高压胀形液压机的核心部件，它的主要作用一方面是实现管

8、件两端封口压力。封口压力的控制是保证内压力成形的关键，压力过小，侧缸封口不严，成形过程中管件腔液压油外泄，内压力降低导致管件起皱失稳；压力过大导致管件产生弯曲，质量得不到保证；另