图 2 液压测试试验台仿真模型

2

设置仿真参数

参数的设置是利用 AMESim 软件建模的重要环节，

根据物理试验数据进行参数设置如表 1 所示，仿真时
间为 10 s，仿真间隔为 0. 1 s，运行类型为单独运行。

表 1 三位四通阀和液压缸参数设置

元件

子模型

参数设置

信号源

UD1

输出为 0

UD2

0 ～ 5 s

恒为 － 0. 000 1

5 ～ 10 s

恒为 0. 000 1

压力源

PU1

流量 63 mL /r

转速 2 000 r /min

三位四通阀

BA1

滑阀直径 10 mm

阀杆直径 5 mm

圆角半径 0. 005 mm
直径间隙 0. 003 mm

溢流阀

RV1

压力 1. 0 MPa

RV2

压力 6. 0 MPa

液压缸

BAP

活塞缸直径 100 mm

活塞杆直径 50 mm

BAF

活塞杆直径 50 mm

直径间隙 0. 001 mm

3

验证仿真模型的正确性

双杆活塞缸的速度特性

v = q / A = 4qη

v

/ π（ D

2

－ d

2

）

（ 1）

式中： v 表示速度；

q

表示流量；

A

表示作业面积；

D

表示活塞直径；

d

表示活塞杆直径；

η

v

表示缸的容积效率，密封时约等于 1。

根据表 1 设定的参数，运行图 2 所示的液压系统

仿真模型，得到运行结果如图 3 所示。

图 3 子模型 BAP1 运行结果参数

由表 1 设定的参数可知：
D = 100 mm

d = 50 mm

η

v

≈1

由图 3 中的运行结果可知，
q = 5. 194 78 L / min

将以上数据代入公式 （ 1） 可得活塞运动速度为

0. 014 705 6 m / s

，与运行结果 v = 0. 014 653 2 m /s 基

本一致，验证该仿真模型的正确性。由于液压缸模型
存在泄漏情况，误差在允许范围以内。

4

液压缸动态特性仿真及分析

由公式 （ 1） 可知： 液压缸运动速度受流量、活

塞缸直径和活塞杆直径影响比较大。通过仿真模型可
以对以上参数的影响进行量化比较，进一步研究这些
参数对运动速度的影响； 另外可以通过仿真模型发现
其他参数对运动速度的影响。仿真时间为 10 s，仿真
间隔为 0. 1 s，运行类型为批运行。

4. 1

流量对运动速度的影响

通过改变系统的供油压力，可以改变活塞缸进出

油口的压力，压力和流量的关系为

·

3

7

1

·

第 13 期

张宪宇 等： 基于 AMESim 液压元件设计库的液压系统建模与仿真研究