针对液压系统热特性建模方法与仿真技术的研究现状与展望

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1、2014年8月机床与液压Aug．2014第42卷第l5期MACHINET0OL＆HYDRAULICSVo1．42NO．15DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．15．044液压系统热特性建模方法与仿真技术的研究现状与展望曹克强，李永林，胡良谋，侯艳艳，李娜(空军工程大学航空航天工程学院，陕西西安710038)摘要：针对液压系统热特性建模问题，讨论了功率损失法、结点法、控制体方法、计算流体力学方法、神经网络方法的主要原理与发展，讨论了HYTFHA、HyPneu、EASY5、DSHplus、AM

2、ESim、Modelica等液压系统热特性仿真软件的主要特点及应用，最后展望了液压系统热特性建模与仿真的发展趋势。关键词：液压系统；热特性；建模方法；仿真技术中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)15—174—6CurrentSituationandTrendsontheStudyofThermalCharacteristiCSModelingandSimulationofHydraulicSystemCAOKeqiang，LIYonglin，HULiangmou，H0UYanyan

3、，LINa(CollegeofAeronauticsandAstronautics，AirForceEngineeringUniversity，Xi’anShaanxi710038，China)Abstract：Theprincipleanddevelopmentofhydraulicsystem’Sthermalcharacteristicsmodelingmethodswerediscussed，inelu—dingpowerlossmethod，nodemethod，controlvolumemethod，CFDm

4、ethodandneuralnetworkmethod．Thefeaturesandapplicationsofsoflwareswhicheouldbeusetosinmlatethermalcharacteristicsofhydraulicsystemwerediscussed，includingHYTrHA，HyPneu，EASY5，DSHpIus，AMESim，Modelica．Thedevelopmenttrendofhydraulicsystem’sthermalcharacteristicsmodelin

5、gandsimulationwasintroduced．Keywords：Hydraulicsystem；Thermalcharacteristics；Modeling；Simulation人类使用液压原理克服自身生理局限的历史已超以从方案阶段对液压系统的热特性进行初步分析，在过两千年。1648年，法国人帕斯卡(BPASCAL)提后续的工程研制过程中不断地完善系统热特性模型。出了静压传递的基本定律。直到1900年，Waterbruy通过对系统不同工况、不同环境条件下热特性全面的的Vichers公司才制造出了具有现代意义的

6、液压系仿真来发现系统设计过程中存在的薄弱环节，并采取统。20世纪中叶以后，液压技术在各工业领域得相应的工程措施加以解决。而工程措施设计参数的确到了广泛应用，随着液压技术与电气电子技术和自动定、工程措施效果的检验也都离不开液压系统热特性控制原理等学科的密切结合，液压技术已经进入了一的建模与仿真。个全新的发展阶段。1液压系统热特性建模方法液压系统工作过程中由于功率损失会产生热量，随着数学建模理论与计算机技术的发展，以及对使得系统的温度升高。过高的油液温度会引起液压油液压系统热特性问题认识的深入，国内外出现了多种氧化分解、变质

7、，液压油黏度下降，系统效率下降，液压系统热特性建模的方法。密封件老化，伺服阀卡死，运动副磨损加剧，工1．1功率损失法作寿命缩短等问题。低温对飞机液压系统的正常工作功率损失法是最早使用的液压系统热特性建模方也会产生较大影响，主要表现在：系统启动困难，系法。较早见于美国俄克拉何马州立大学的JDPAR—统效率下降，密封件硬化等。因此，在液压系统设KER和FCMCQUISTON在1964年发表的一份工程研计与使用中要考虑系统的热特性。特别对于飞机液压究报告《液压系统热设计》，该报告是与波音公司系统，由于使用环境苛刻，可靠性要求高

8、，系统的热研究合同的成果，也是较早的系统研究液压系统热特特性问题就显得尤为重要。性问题的一份报告。报告中将液压元件分为液压泵、液压系统的热特性是系统重要的质量属性，是依节流装置、混合装置、液压马达4种典型元件，给出靠系统的热设计实现的，液压系统热特性的建模与仿各元件出口温度表达式，并发展出了多种温度计算方真是进行系统