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作动器仿真解决方案

返回列表 来源:小编 浏览:336 发布日期:2019-08-30

作动器仿真解决方案作动器仿真解决方案(图1)

促动器(Actuators,又称为执行器、致动器、电磁阀、螺线管、电磁铁等),是一种通电产生磁场来控制衔铁实现理想电磁力、转矩和位移的设备。衔铁为铁磁物质,受到磁场作用后产生吸力并把电能转化成机械能,用于对负载的速度、方向、位移、力进行控制。促动器应用领域广泛,包括:燃料喷射电磁阀、电能分配器(断流器、断路器、继电器、接触器等)、各种汽车、液压工业应用等。

促动器的发展方向是精简化、智能化、通用化,高效率,其典型设计难题包括:电磁优化设计、热性能优化、结构/强度/刚度优化、流动/摩擦特性分析、疲劳/寿命分析、控制系统集成等。随着现代CAE仿真技术的日趋成熟,企业完全可以将这种先进的研发手段与试验和经验相结合,形成互补,从而提升研发设计能力,有效指导产品的研发设计,节省产品开发成本,缩短开发周期,从而大幅提高企业的市场竞争力。

作动器仿真解决方案(图2)   


ANSYS促动器设计解决方案的技术优势

ü  全面:解决促动器的诸多设计难题

²  从部件到系统

²  从单领域到多领域

²  从单物理场到多物理场

²  嵌入式代码开发

²  多场耦合优化设计:提高性价比

²  定制化设计流程:缩短上市周期

ü  先进:相关设计工具为业界领先

ü  唯一:全面的集成化、工程化设计解决方案为业界独有

作动器仿真解决方案(图3)


ANSYS集成化的促动器设计解决方案及流程


促动器电磁设计问题

ü  静态/瞬态电磁场分析

ü  瞬态电磁性能优化设计

ü  闭合时间、电磁力

ü  尺寸、成本

ü  考虑剩磁对电磁性能的影响

ü  多物理场分析:电磁力、电磁损耗计算

ü  控制系统设计和控制代码开发

ü  集成化系统设计


促动器的电磁设计问题主要包括部件和系统。采用ANSYS软件仿真,可以优化设计促动器的电磁特性,包括:电磁力和闭环时间优化,线规、匝数、形状、材料属性优选,电磁损耗和电磁力密度的精确计算,以便用于热、结构、强度分析等;可以提取降阶模型或通过瞬态协同仿真技术,实现高层次、高精度场路耦合系统设计;可以实现控制电路设计、控制算法优化和嵌入式代码开发等。


促动器强度、刚度问题

ü  促动器外壳、主轴等强度分析

ü  促动器轴承、卡簧、螺栓、齿轮等零部件校核

ü  促动器的传动系统强度、刚度分析


促动器及主要零部件在结构设计中,需要对产品的外壳、主轴、螺栓等强度刚度进行分析,通过分析其实际受力状况考核其强度刚度风险,在满足性能要求的前提下减轻质量,优化结构尺寸。ANSYS软件可以帮助解决在不同的工况条件下,促动器零部件的强度、刚度及稳定性问题。


促动器机构动力学问题

ü  执行机构的多体动力学仿真

ü  传动机构的多体动力学仿真

ü  齿轮啮合运动


ANSYS软件可以仿真分析促动器执行机构、传动机构等运动部件的多体动力学问题,通过输出零部件的位移、速度、加速度等运动曲线,了解机构的运动特性和受力情况。


促动器疲劳耐久性问题

ü  作动缸密封橡胶疲劳寿命分析

ü  承受往复运动的传动机构疲劳分析


促动器的抗疲劳性能和可靠性会直接影响促动器的控制对象。ANSYS高级疲劳分析和设计软件可以分析促动器关键零部件由于反复运动引起的高、低周疲劳问题。


促动器振动及噪声问题

ü  机壳、传动机构等关键部件的振动分析,如模态分析、瞬态响应分析

ü  促动器的振动噪声问题

ü  促动器气动降噪技术的改进


通过ANSYS软件分析,可以获知产品的振动特性,通过机壳、传动机构等部件的模态分析,寻找结构的固有振动特性,经过优化设计,避免共振,降低振动,减少噪声。气动噪声的计算用以评估促动器对其他设备的影响情况,判断噪声的来源、种类,降低噪声对设备的影响。


促动器的流动及传热问题

ü  促动器气动外形设计的改进

ü  促动器阀门不同开度的流量特性分析

ü  促动器的节流特性分析

ü  促动器流体冷却效果的研究

促动器被广泛应用于各工业领域中,从流动分析角度而言促动器常常需要考虑外形对气动特性的影响;分析设备内部流动的特性,如进行阀门开度流量特性分析、节流特性分析等;考虑泄漏流体的冷却效果。运用ANSYS流体动力学分析软件可以有效处理促动器设计中遇到的气动、节流、冷却、散热等问题,起到优化设计、改善性能参数的作用。




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