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对于大型发射装置,采用液压驱动方式起竖是一种有效的方法。由于重载荷、长行程和有效安装空间等因素的限制,多级油缸作为液压系统的执行机构被广泛使用。但是,由于多级油缸的各级活塞杆在顺序伸出的过程中会发生碰撞,有效面积会发生变化,系统的运动过程容易对负载产生较大冲击。为了在提高起竖过程快速性的同时又保证其平稳性,研究发射装置起竖过程中的动态特性以及起竖油缸的缓冲结构是非常必要的。
本文利用仿真软件ADAMS、EASY5搭建了起竖系统的仿真平台,并在此基础上研究了起竖油缸的缓冲结构。通过仿真分析,对优化缓冲结构、提高缓冲性能奠定了理论基础。
首先,本文探讨了仿真软件ADAMS的理论及计算方法,在此基础上建立了起竖油缸的数学仿真模型,其中重点是建立碰撞力模型和换级模型。并通过求解器和积分格式的比较,设置了ADAMS的仿真求解器。
其次,利用液压仿真软件EASY5搭建了起竖液压系统模型。主要搭建了油源回路模型、快速起竖控制系统模型、快速起竖液压系统模型。
然后,在讨论了ADAMS与EASY5的联合仿真解决方案以及ADAMS与EASY5接口技术的基础上,利用ADAMS和EASY5的联合仿真,搭建起竖系统的仿真模型。通过仿真曲线与实验曲线的对比分析,验证了联合仿真模型的正确性,为研究起竖油缸的缓冲结构搭建了平台。
最后,在研究某型号起竖油缸缓冲结构、缓冲原理的基础上,利用仿真软件ADAMS、EASY5搭建的起竖系统仿真平台,对某型号起竖油缸的缓冲结构进行了仿真研究。在研究过程中,建立了一种将缓冲过程分为锐缘节流和缝隙节流两个阶段的缓冲模型。运用缓冲过程划分为两个阶段的方法建立了某型号起竖油缸缓冲结构在不同缓冲阶段的数学模型,并通过ADAMS与EASY5的联合仿真,验证了缓冲结构的有效性,得到了缓冲结构参数变化对油缸振动以及负载过载的影响,并提出了一种基于现有缓冲结构的优化模型。在研究了现有缓冲结构并进行液压缸内缓冲一般分析的基础上,提出了一种新型的缓冲结构——台阶形缓冲结构,通过ADAMS与EASY5的联合仿真分析,验证了与现有缓冲结构相比,该新型缓冲结构的优越性。