基于虚拟样机的液压泵寿命试验(6)
4 案例分析
以某型号液压泵为例，按照基于虚拟样机进行仿真和疲劳寿命分析，结果如图39所示。液压泵的虚拟样机包括几何模型（UG）、运动学/动力学模型（ADAMS）、有限元模型（ANSYS）、流场模型（COMSOL）、液压模型（AMESim）。然后按照图34描述的虚拟试验方案，图35描述的虚拟样机数据模型，图36所示的疲劳寿命分析流程，结合疲劳寿命的专业分析软件（nCode），最终分析得到某型恒压变量液压柱塞泵在两种流量状态下（斜盘倾角分别为15°和12°）的疲劳寿命。
图39 液压泵疲劳寿命分析案例
5 结论
（1）虚拟寿命试验有助于摆脱对物理样机的依赖。基于虚拟样机的多领域建模仿真可以多次重复开展物理样机无法进行的虚拟寿命试验，降低了研发成本，缩短了研发周期；
（2）通过多种工况下的仿真分析，虚拟寿命试验能够方便地分析液压泵在不同工况下的寿命。对于开展加速寿命试验，针对不同类型产品编制加速寿命试验载荷谱，虚拟样机技术可以提供有效的技术支持；
（3）虚拟寿命试验涉及多学科领域，可以为产品寿命预计和性能分析提供支持，但限制于模型的精确度，仍存在一定的局限。例如有限元方法是用理想化的离散图形逼近真实连续域，会影响结果的精度；多个软件间的数据传递有格式差异，比如液压泵虚拟试验中AMESim传递离散数据到ADAMS中，需拟合离散数据，拟合函数的定义会直接影响仿真结果；
（4）基于虚拟样机开展寿命试验需要统一的数据和流程管理平台。多学科领域统一模型在运行过程中需要传递大量数据信息，并且要求能够对模拟流程进行精确控制。
注：转载请与作者联系授权，作者：广州市新欧机械有限公司黄志坚教授，020-82333916
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