液压挖掘机虚拟样机液压系统仿真及集成技术的研究

市场竞争的不断加剧使得产品开发速度日益成为最具挑战性的因素，而我国传统工程机械行业却由于新产品开发周期长，成本高，导致产品严重老化、缺乏市场竞争力。虚拟样机技术的逐渐成熟为解决这些问题提供了强有力的工具和手段。本文从分析虚拟样机技术的特点和优势出发，针对现有液压挖掘机设计手段存在的不足，将虚拟样机技术引入挖掘机设计开发领域。全文主要从以下几个方面进行研究： 1．首先介绍了虚拟样机技术的基本理论框架，回顾了国内外在此方面的研究现状和发展趋势，论证了将虚拟样机技术应用于液压挖掘机设计的必要性。 2．在研究液压挖掘机整机系统的基础上，借助于虚拟样机技术理论的指导，提出了挖掘机虚拟样机的实现策略，即根据抽象建模的需要将挖掘机划分为有机关联的单学科系统及模型，分别在不同的支撑软件上并行建模，再利用网络和系统集成技术将各子系统模型集成为挖掘机虚拟样机。 3．按照系统仿真建模原理，主要研究了挖掘机液压系统的建模方法，利用Matlab软件中的Simulink工具箱建立了参数化和模块化的挖掘机液压系统仿真模型。并借助仿真模型的参数化驱动功能使挖掘机虚拟样机具备了柔性。 4．分析了两种大型工程软件ADAMS和MATLAB的特点，然后研究了ADAMS和MATLAB的接口方法。提出了在ADAMS中建立虚拟样机环境，通过ADAMS／Control接口与Simulink中建立液压子系统模型有机集成，初步实现了液压挖掘机虚拟样机及环境的生成，并进行了初步的实例验证。 5．探讨了挖掘机虚拟样机的应用前景。虚拟样机能够可视地模拟真实环境中挖掘机工作特性，输出多学科的性能表现。因此就可以进行开发前期的全面评价，指导整机方案的优化设计。同时经过实际挖掘机参数校核后的虚拟样机，可以用来代替真实物理样机进行虚拟实验，以提高产品开发效率，降低风险和实验成本。