基于虚拟样机的液压泵寿命试验(1)
1 基于虚拟样机的疲劳寿命分析技术
随着计算机及仿真工具的快速发展，基于虚拟样机的设计分析和试验技术也得到了广泛应用。利用多领域建模工具，可以保障虚拟样机（Virtual Prototype）的各种物理特性接近于物理样机，通过对虚拟样机的仿真分析，可以实现对物理样机总体功能、性能、可靠性，甚至寿命的评估，缩短产品开发周期，降低开发成本。
导致液压泵到寿的主要失效模式有磨损、疲劳和老化三种。
由于基于虚拟样机的疲劳寿命分析技术相对成熟，在此以液压泵虚拟疲劳寿命试验为例，综述虚拟寿命试验方法和相关关键技术。
疲劳涉及到柱塞泵所有的运动部件和壳体。在液压泵相关部件中，和疲劳相关的主要故障模式包括壳体开裂，调压弹簧折断，斜盘、主轴、缸体等结构件的开裂，轴承损坏和断裂等。结构件疲劳属于典型的失效模，基于S-N曲线方法和累积疲劳损伤模型分析可知，柱塞泵结构件疲劳失效模式的敏感应力主要有转速（交变应力频率）、输出压力和排量（交变应力幅值）、柱塞个数（压力脉动频率）、流量切换频率（流量切换机构的疲劳特性相关）等。
在此介绍液压泵的虚拟样机技术相关的建模技术、仿真分析方法、疲劳寿命分析流程、基于虚拟样机的疲劳寿命试验过程中的数据和流程管理等。然后通过具体案例，说明虚拟寿命试验结果在开展液压泵加速寿命试验的应用方式。
2 液压泵虚拟寿命试验方案
液压泵虚拟寿命试验的整体实施方案如图34所示。进行柱塞泵的虚拟疲劳寿命试验分为三个阶段：
图34 液压泵虚拟寿命试验实施方案
注：转载请与作者联系授权，作者：广州市新欧机械有限公司黄志坚教授，020-82333916
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