液压系统清洁度的计算机仿真

　　1　引言

　　液压系统在使用过程中常常发生各种各样的故障。1965年,美国国家流体动力协会就做出这样的结论:液压和润滑系统的故障至少有75%是由于油液的污染所造成[1]。其中固体颗粒是液压系统中最普遍、危害作用最大的污染物,固体颗粒污染物引起的液压系统故障占总污染故障的60% ~70%[2]。

　　目前液压系统污染控制方面的研究主要侧重于对单个液压元件的污染敏感度、污染磨损失效机理、系统污染度测量、液压过滤器过滤能力等方面的探索,而对于整个液压系统污染的全过程定量的系统分析方面的研究还比较少。液压系统中各个元件对整个系统清洁度的影响不仅与其本身性能有关,还与其安装位置有关。准确地对整个液压系统清洁度分析,确定出各个元件对整个系统清洁度的影响,可以辅助设计者设计出性能更加稳定的液压系统。然而在液压系统清洁度分析过程中,由于液压系统结构多样性,要根据不同的系统建立对应的数学模型并求解,其过程较为复杂。近年来随着计算机科学技术的发展,利用计算机仿真技术对液压系统清洁度分析已经成为可能。

　　2　液压系统清洁度计算机仿真方法的研究

　　计算机仿真是近年来发展起来的一门综合性很强的新兴学科,它是以相似原理、控制理论、计算机技术、信息技术及应用领域的有关专业技术为基础,以计算机和各种物理效应设备为工具,利用数学模型和部分实物对实际的和设想的系统进行动态试验研究。简单来说,仿真是建立相应物理系统的数学模型在计算机上解算的过程,它的3个基本要素是系统、模型、计算。

　　2. 1　系统的建立

　　系统就是被计算机仿真的对象,计算机要根据系统建立数学模型,然后才能通过计算得出仿真结果。如何通过人机交互界面建立系统是首先要被解决的问题。

　　液压系统原理图可以直观地反映液压系统的结构,并且容易被计算机所识别,因此面向液压系统原理图的图形化建模是当前液压仿真软件的主流发展趋势。作者使用VisualBasic语言编写了如图1所示的人机交互界面,并制作了一个符合GB/T 786. 1-1993规定的液压元件符号库。使用者可以通过调用液压元件符号库中的元件符号方便地绘制出完整的液压系统原理图。

　　2. 2　数学模型的建立

　　2. 2. 1　液压系统污染控制数学模型建立原理

　　在液压系统中,某一点的清洁度取决于污染物侵入系统的位置、污染侵入速率、过滤器的安装位置以及过滤器的精度等一系列因素。要想分析系统内油液的清洁度与各因素之间的关系,必须建立液压系统污染控制数学模型。