Amesim液压仿真中可变容积腔的应用

在“Amesim液压仿真中压力补偿因子的抵消”一文中（以下称引文），我们模拟了活塞运动产生体积流量往密闭容积腔内供液的现象，如图1所示：

图1

        能够往一个充满油液的容腔中继续充入油液的前提是假设流体是可压缩的，在Amesim中，流体的可压缩性是通过体积模量（bulk modulus）来定义的，该体积模量是通过压力变化和体积变化来定义：

对于图1的模型，活塞与固定容腔的外部变量分别如图2与图3所示，活塞模型的1口与固定容腔模型的1口相连，活塞模型1口的外部变量包含有活塞腔的体积变化信息，但与之相连的固定容腔1口的外部变量并未含有相应的体积变化信息，也就是说活塞模型所计算获得的体积变化信息并未被固定容腔模型所接受。由于流体介质的体积模量与压力变化和容积变化相关，图1所建的模型并未考虑活塞腔的容积时变性，因此计算结果并不是精确的。

图2

图3

        为了考虑容积的时变性，可使用HCD库中的可变容积腔模型与活塞模型连接，可变容积腔模型总的容积是四个端口输入的容积之和，如图4所示。

图4

        用可变容积腔模型替代固定容积腔模型，运行仿真，容积变化结果如图5所示，随着活塞的推动，活塞腔体积逐渐减小。

图5

        在该例中，我们设定的活塞的参数x0(chamber length at zero displacement)为0mm，该参数对应于与活塞相连的惯性模块或其他位移源在零时刻的位移，如图6所示。

图6

        该chamber length用于计算容积腔模型以外的体积。在本例中，与之相连的容积腔体积dead volume为1000cm³，活塞速度为0.1m/s，因此当t=10s时，活塞最终位移为1m，最终容腔体积为1000-100/6=983.333cm³。

如果我们给定chamber length at zero displacement值为1m，初始容腔体积为1000+100/6=1016.666 cm³，活塞位移1m后，最终体积为1000cm³，如图7所示。

图7