第2章 AMESim工作空间

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AMESim入门例子

AMESim入门例子

AMESim⼊门例⼦Chapter 3: ⼊门本章你将作三个练习,使⽤AMESim主要功能搭建⼯程系统,分析它们的动态特性。

通常⼤约需要3~4⼩时,但因⼈⽽异差别较⼤。

⽽且,练习是可扩展的,在每⼀个练习的最后都有可供进⼀步研究的可选建议。

做完这些练习后,你应该能够使⽤标准AMESim元件和⼦模型进⾏简单的仿真。

我们建议你要⽴即或读完之后不久作这些练习。

3.1 启动AMESim使⽤Unix:请教系统管理员,请他给你演⽰如何设置⼯作环境以便进⼊。

要启动AMESim,在合适的窗⼝,改变成你希望⼯作的路径,然后打印:AMESim使⽤Windows:按如下之⼀操作:从菜单程序选择AMESim_ Imagine AMESim _通过启动按钮产⽣AMESim,或者:双击桌⾯上的AMESim 图标,或者:在MS DOS 命令窗打印AMESim。

你可以配置窗⼝,以便从Windows 资源管理器双击系统⽂件(.ame⽂件)就可以⾃动启动AMESim。

请参考安装注解中的设置程序。

图3.1显⽰的是AMESim a主显⽰器。

Figure 3.1: AMESim 主界⾯本显⽰器是空的,因没有打开或创建模型。

要搭建⼀个系统,必须创建⼀个新空模型。

然后才能在计算机上设计草图,存储系统。

Figure 3.2: 创建新的空模型3.2 创建新草图3.2.1 打开⼀个空系统要创建新草图,按如下之⼀即可:点击打开空系统图标:出现如图3.2所⽰的窗⼝。

同时按下Ctrl+N,或者在下拉菜单中选择File _ New:出现如下所⽰窗⼝:Figure 3.3: 你可以选择新系统的类型然后只有点击OK按钮才能得到如图3.2所⽰的窗⼝。

进⾏仿真的第⼀阶段就是搭建你要研究的系统,通过挑选并把各个元件放置在合适位置即可搭建系统。

进⼀步学习之前,我们要介绍⼀些AMESim⼯具栏的按钮,要想了解更多⼯具栏知识,请参考26页“⼯具栏”⼀节。

3.2.2 上(开)锁按钮上(开)锁按钮在模式操作⼯具栏⾥,⽤于上锁和开锁。

amesim培训资料发动机(pdf 82页)

amesim培训资料发动机(pdf 82页)

Training
非直喷
13
ENGCHW ET01
数据非常难以得到…
…但是默认参数在大部分情况下是可靠的
通过试验可以进行修正
©IMAGINE SA 1998-2006 Updated: July 2006
气体温度Tgas 影响蒸发
Training
非直喷
14
ENGCHW ET01
喷油器端口 (热液压端口)
Stiffness of the conrod + flexion stiffness of crankshaft +
不同的喷油系统
点燃 (spark ignited combustion)
进气道喷射, 直喷,化油器, 气态或液态喷射
压燃 (compression ignited combustion)
缸内直喷或非直喷
IFP-Engine 简单喷油器:
喷油器位置 喷油时间、喷油型线 热力学边界
IFP-Engine 提供了多种子模型用于定义喷油型线.注意 :喷油率并不依赖去燃烧室状态.
瞬态仿真时必须考虑蒸发的时间,采用 -x 模型来考虑:
没有液态油进入 燃烧室 有质量组分x的燃油附着在壁面 蒸发为一阶延迟(时间常数 )
-x 模型假设
0D 油膜模型
考虑蒸发潜热
-x 模型参数:液滴和油膜不同
©IMAGINE SA 1998-2006 Updated: July 2006
ENGMINJ01
Individual pulse settings
©IMAGINE SA 1998-2006 Updated: July 2006
Training
非直喷
12
ENGCHW ET01

AMESim 线性分析

AMESim 线性分析

现在得到线性系统 :
k P k a பைடு நூலகம்k P P 1 2 1 3 S
with
k1
f B 2 1 1 Cq a10 a 20 P V ρ 2 Ps 0 P0 2 P0
k2
k3
f B 2 PSO P0 Cq u V ρ
f B 2 1 Cq a10 Ps V ρ 2 PSO PO
系统的自由响应 :
k P P 1
k1t
分析解:
Pt P0e
k1 = - 1/RC 为时间常数,由容积(C) 和阻力 (R) 构成
10 Copyright LMS Imagine - 2009
线性分析 – 第一个例子 : 一阶研究
线性分析 – 第一个例子 : 一阶研究
B Cq 2 a u P P a P P 1 s 2 V
与前一个表达式相关
代入 :


f P, u P
0 P
进行线性分析首先要找到平衡点,即是说
0
B 2 Cq a1 u Ps P a2 P V

6 Copyright LMS Imagine - 2009
线性分析 根轨迹:
根轨迹主要用来分析系统的稳定性并且代表了复数坐标下的特征 值
7 Copyright LMS Imagine - 2009
线性分析 – 第一个例子 : 一阶研究
例子 : 液阻 – 一个一阶系统
O1 Ps O2
Volume V Pression P
AMESim 线性分析工具
Training AME2
AMESim Rev9
内容

Amesim培训教程_HCD

Amesim培训教程_HCD

Amesim中的标准液压库
HYD标准液压库通常是用于系统级别的仿真,并不需要知道液压元部 件的非常详细的描述
在HYD标准库中提供了 一套基本模型,可用 于仿真大部分常用的 液压缸及控制阀
9 copyright LMS International - 2008
为什么要用HCD库?
请考虑一下这个问题: 你能想起来的液压油缸总共有多少种不同类型?
19 copyright LMS International - 2008
HCD库– 阀元件
带箭头标识的部分说明:
- 压力施加在哪个部分 - 哪些端口会计算流量及容积的变化
• 考虑port 2的所受压力大小,可计算受 力情况
• 活塞移动引起port2的容积和流量的变化
• 考虑port1和port2所受压力的大小,可 计算受力情况
HYD1 简单回顾
“流体属性”是液压系统建模中需要考虑的第一个步骤
流体属性是什么 ?
充气现象 / 气穴现象
在Amesim中流体属性的模型
液压建模中常用的3个流体属性
确保质量守恒
充气和气穴现象会影响流体的这些属性
Amesim中不同的流体属性
4 copyright LMS International - 2008
2 copyright LMS International - 2008
HYD1 brief review
在Amesim中共有3个库可以构建液压系统及液压元部件模型:
液压库 (HYD).
液阻库 (HR).
液压元件设计库 (HCD).
每个库都有相应的应用
液压库是完全兼容的
3 copyright LMS International - 2008

AMESimTraining培训课件

AMESimTraining培训课件

3 copyright LMS International - 2008
LMS b AMESim基础培训
AMESim启动仿真
1 草图模式 2 子模型模式 3 参数模式 4 仿真模式
AMESim入门
▪ 目录 ▪ 启动AMESim ▪ 如何找到帮助?
▪ 如何打开在线帮助文档 ? ▪ 如何使用在线帮助文档 ? ▪ AMEHelp 包含哪些内容? ▪ AMESim 用户图形界面概述 ▪ AMESim 四种工作模式 ▪ 练习
12 copyright LMS International - 2008
工具条概述
工具条
13 copyright LMS International - 2008
名称
Mode Simulation Modeling
用途
The most important !!!! Navigate from sketch to simulation Set simulation parameters, run/stop simulation
Insert
Insert text, shapes, pictures on AMESim sketch
以在AMESim手册中搜寻 特定词组。
▪ 在文本框中输入搜索项并
点击 Search 按钮, 你会得 到包含该内容的列表。
▪ Bookmarks选项卡
可用来创建一系列 链接。
第一次使用向导
6 copyright LMS International - 2008
Contents选项卡中包含哪些内容 ?
Contents选项卡中包含哪些内容 ?
各文件 :
▪ 应用程序和AMESim工具手册的位置 :

AMESIM培训资料发动机01_ENG2_part1

AMESIM培训资料发动机01_ENG2_part1

Training
多气道喷射(汽油机)
13
Flat engine with multi port injection (Porsche)
©IMAGINE SA 1998-2006 Updated: July 2006
Training
汽油机直喷
14
Audi FSI
火花塞
喷油嘴
©IMAGINE SA 1998-2006 Updated: July 2006
发动机子系统 涡轮压缩机 喷油器 阀门组 传感器 歧管 导管 冷却系统* 燃烧室
* 其它库支持
6
润滑系统* 主轴
©IMAGINE SA 1998-2006 Updated: July 2006
Training
IFP-Engine: 概述
IFP-Engine用于模拟内燃机燃烧室内热力过程以及周边辅助 系统性能(进排气、供油) IFP-Engine 分析发动机性能 发动机模型包含气路(进排气), 燃烧室与主轴
©IMAGINE SA 1998-2006 Updated: July 2006
Training
发动机模型
IFP-Engine 可以模拟:
空气回路
16
燃烧室
物理现象:
气体动力学(inlet and exhaust sides)
燃烧室热力学(0D, pseudo 1D models)
20
IFP-Engine 发动机模型可以直接与AMESim传动系与 整车模型耦合。
©IMAGINE SA 1998-2006 Updated: July 2006
Training
喷油系统
IFP-Engine 标准喷油器模型:

AMESim热气动库资料

AMESim热气动库资料

不同类型的元件
15
容性元件:
被视为气体容腔,腔内压力、温度为状态变量
阻性元件:
通过输入的温度和压力计算焓流量和质量流量
©IMAGINE SA 1998-2006
Training
15
容性元件
压力为状态变量,通过理想气体状态方程计算:
dp 1 dT dV i r T m r [i m p ] dt V dt dt
m dmh
m dmh


Flow

计算焓流量
h m C p dT dmh m
©IMAGINE SA 1998-2006
Training
17
换热器模型
基于effectiveness – NTU 模型:
广泛应用于换热器计算
18
入口温度必须已知
3个元件:
9
AMESim提供了gasgen.exe用于计算多 项式系数 :
©IMAGINE SA 1998-2006
Training
9
气体热力学属性- 混合气
10
通过‘Gas Mixt.’图标可以定义混合气
通过气体质量组分定义混合气组成: 例如空气
©IMAGINE SA 1998-2006
Training
THPN
Chapter 4
热气动库
©IMAGINE SA 1998-2006 Updated: October 2005
Training
简介
2
模拟热气动系统管网 计算系统压力、温度、质量流量和焓流量 系统可以由多种气体组成 研究气体与壁面之间换热(热端口) 与热库兼容
©IMAGINE SA 1998-2006

系统建模和仿真的标准平台AMESim

系统建模和仿真的标准平台AMESim

系统建模和仿真的标准平台AMESim作者:世冠工程(北京)有限公司在汽车设计、生产和制造过程中,基于有限元技术的虚拟样机代替物理样机试验已经得到了广泛的应用,在提高产品质量、降低研发费用以及缩短投放市场时间等方面起到了显著的作用。

AMESim作为多学科领域复杂系统高级建模和仿真主流平台,具有车辆工程所涉及的各个学科领域的基础模型库:控制、机械、液压、气动、电、磁以及热。

此外AMESim 还具有与车辆各大系统直接对应的专用模型库:发动机冷却库、发动机排放库、整车性能分析库、发动机库以及空气调节库等。

这些基础库加上专用库保证了AMESim可以针对汽车组成(发动机、底盘等)的各大系统分别实现它们各自的仿真,同时平台级的建模与仿真环境又可以灵活地把各大系统的模型直接连接起来,实现整车系统的仿真,从而有效地缩短开发周期、降低新品研发成本。

汽车系统的主要组成部分发动机系统1、气门组系动态性能AMESim可以设计和优化气门升程控制技术,诸如:□ 机械配气机构(双顶置凸轮轴DOHC、摇臂、摇臂滚轮、从动件、气门挺柱等);□ 可变定时气门机构以及凸轮相位调整;□ 机械式可变气门机构(MVT)、电子可变气门机构(EMVT)以及电液可变气门机构(EHVT)。

AMESim还可以解决下述问题:进排气气门控制问题、系统尺寸的确定、驱动机构以及缸内压力的影响、凸轮型线的优化、液压挺柱相对位移的分析、气门关闭时的制动设计、最大升程处的颤振、机械系统以及和液压系统耦合作用引起的气门升程的差别研究、冷起动时气蚀的研究等。

2、燃油喷射AMESim可以设计和优化燃油喷射系统,包括:□ 汽油、柴油及其可变燃料:二甲醚(DME)、液化石油气(LPG)和压缩天然气(CNG);□ 低压和高压燃油喷射系统;□ 非直喷/直喷、共轨泵喷嘴以及直列泵;□ 电磁、压电电液阀以及机械驱动。

AMESim可以解决下述典型问题:共轨压力波动的缓冲、喷油量偏差的降低、新控制策略的开发、喷油器性能的提高、冷起动时气蚀的研究、预喷/主喷/尾喷分析等。

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Chapter 2: AMESim 工作空间 章节描述:: • AMESim用户接口 • AMESim的四个工作模式 • 一些诀窍和技巧 2.1 AMESim用户接口 AMESim 用户接口是基本工作区域,取决于工作模式,你可选择各种工具。 • 主窗口 • 菜单条 • 工具栏 • 右击鼠标菜单 • 各种库 2.1.1 主窗口 启动AMESim 当启动AMESim时, 菜单窗口是空的。 Figure 2.23: AMESim主窗口 标题栏 最小化,恢复,关闭按钮

你可以: • 要么打开一个空文本系统: • 下载一个已经存在的系统: 当你下载一个已经存在的系统时,会出现一个浏览器以便指示你要打开系统的路径。. Figure 2.24: 浏览器 1. 选择你要打开的系统并点击打开项“Open”, 2. 或者双击要打开的系统。 关闭AMESim 当你关闭主窗口时,就自动退出了AMESim。要关闭主窗口,按如下即可: • 点击关闭按忸(close), • 按 Ctrl+Q键, • 在主菜单中选择文件菜单中退出键(File _ Quit), 我们将描述AMESim W主接口的组成(请参见图表2.23) 2.1.2 主菜单 主菜单使你进入AMESim 的主特征。

Figure 2.25: 主菜单

注:通过菜单中已经给出的键盘快捷键还有其它一些特征,请参见键盘快捷键列表。 2.1.3 工具栏 工具栏显示了对应于AMESim主特征的按钮。你可以选择好多种工具栏: • 在所有模式下: • 文件操作工具栏 • 模型操作工具栏 • 注释工具栏 • 瞬时分析工具栏 •在运行模式下: • 后台处理工具栏 • 线性分析工具栏 要了解AMESim更多的工作模式,请见34页“AMESim的四个工作模式”。 文件操作工具栏

要创建草图,请打开新系统。 要修改或完成已经存在的系统请打开它。 保存你创建系统。 模式操作工具栏

Figure 2.26: 草图模式

Figure 2.27: 子模型模式 Figure 2.28: 参数模式 Figure 2.29: 运行模式 模式操作工具栏依你正在工作的模式而改变。每一模式可用的特征也各不相同(请见图表2.26到2.29)。

在草图模式,你可以使用目录中的元件搭建系统草图,目录以垂直的工具栏形式显示在AMESim主窗口的左侧。 在子模型模式,你可以给每个元件匹配子模型。 在参数模式下,你可以设置子模型参数。你也可把参数存下来作为其它子模型用。在此,AMESim将只装载普通参数。

在运行模式,你可以进行仿真并分析仿真结果。 锁定按钮上锁或开锁草图,当打开一个已经存在的系统时,它是上锁的;当你需要添加或删除元件或者在线运行时,点击上锁按钮给它开锁。

每一个元件都要设置一个最简单的模型,或当在线运行没有关联的子模型时也设置成第一模型。为进入参数模式在草图模式和在线运行草图时必须给所有元件关联子模型。

在参数显示对话框,你可以设置仿真参数。 点击此键启动仿真运行,在仿真结束时,一个窗口内将显示详细的运行状况。这对了解仿真失败非常重要。

停止按钮用于停止正在运行的仿真。 注释工具栏 Figure 2.30: 注释工具栏工具栏

文本插入工具用于给草图添加标题和注解。

你也可以给草图添加诸如箭头,线条,矩形或椭圆等形状,通过点击想要的图形即可实现添加。。

你也能在草图上添加图象,如果点击插入图象按钮,AMESim就打开一个浏览器是你能够查找你要插入图象的文件。. 编辑操作工具栏 Figure 2.31: 编辑操作工具栏 裁减按钮允许裁减选定的对象,以便复制它们到当前系统,其它系统或辅助系统中。

拷贝按钮允许拷贝选定的对象,以便在当前系统或其它系统中粘贴。 粘贴按钮允许粘贴你裁减或拷贝的对象到当前或其它系统。 删除按钮允许删除选定的对象。一定要小心,一旦执行此操作,你就不能在把这些对象拷贝回来。 注:在AMESim 中拷贝操作并非在Windows剪贴板中复制选定的对象,这意味着你可以在同一个AMESim系统内复制和粘贴它们,但不能从一个AMESim系统到另外一个AMESim。 即时分析工具栏 即时分析工具栏内的工具用于分析仿真结果。 Figure 2.32: 即时分析工具栏

空白图按钮显示一个空白坐标图,你可以把希望绘制的变量拖拉并释放到该图中,在秽土窗口,你可以打开绘图管理器。

图表编辑器按钮启动图表编辑器功能。

(AMEAnimation)动画按钮启动一个平面机构阅读器。 后台处理工具栏 Figure 2.33: 后台处理工具栏

即时分析按钮被选定为默认值。 线性分析按钮打开一个新的工具栏可以设置线性分析过程。 设计开发按钮打开一个对话框初始化设计开发工作。 重复显示按钮打开一个对话框设置重复显示参数。 状态计数按钮显示控制积分步长的 状态变量概况。 线性分析工具栏 Figure 2.34: 线性分析工具栏

LA时域按钮打开线性化时域对话框,允许设置线性化的时域。 LA状态按钮打开状态空间对话框,显示当前变量的状态。 特征值模式形状按钮打开线性分析-特征制对话框,显示雅可比文件的特征值。

频响按钮按钮显示频率响应对话框,允许绘制Bode, Nichols and Nyquist图。 根轨迹按钮产生根轨迹对话框,允许绘制根轨迹。 2.1.4 鼠标右键菜单 你可以通过鼠标右键访问许多命令,右键弹出菜单是与上下文相关联的,取决于当前工作模式和你点击的内容。 我们建议你使用这种文本关联菜单,这是非常快捷访问命令的方式。 Figure 2.35: 鼠标右键菜单

2.1.5 库 标准库 AMESim 4.2 发行时包括了两类标准库:

机械:是AMESim其它库的补充。机械类库常独立用于完整的机械系统仿镇。 包括线性和旋转运动原理。

控制:包含控制,测量,观察系统所需的所有元件,控制类库可用于创建系统方块图模型。 附加库 使用如下类库可以完成基本应用,在菜单选项--路径列表(Options _ Path List)有可用的各种类库。当打开路径列表对话框时,你可以从类库列表中选择需要的类库添加到路径列表中。然后类库工具栏得到更新并显示可用的类库。你可以按照你的方便,在AMESim界面的右侧,左侧或上侧显示类库栏。在各类库的使用手册你可以发现更详细的资料。

液压库:包括许多通用液压元件,适合进行基于元件性能参数的理想动态行为仿真。

液压元件设计库:包括任意机液系统的基本构造模块,模型图案的理解是非常容易和直观的。

液压阻尼库: 创建大型液压网络,评价元件上的压力损失,修改系统设计。

气动库: 包括元件级的模型来给大型网络建模,和为设计复杂气动元件的基本元素。

气动元件设计: 包括任意机械-气动系统的基本构造模块,模型图案的理解是非常容易和直观的。

热力学库: 用于建模固体间的热交换模态,研究固体在不同热源下的热辐射。

液压热力学库: 用于建模流体的热力学现象,研究这些流体在不同热源和功率下的热辐射。

气动热力学库: 用于 建模气体内的热力学现象,研究在不同热源下气体的热辐射。

热力液压元件设计库: 用于 研究系统内压力等级,流量分配,温度和流量的变化。

传动系库: 用于建模动力传动系,或者完成手动,自动或专用齿轮箱的振动和损失效果。

加油库: 专门用于确定发动机润滑回路启动阶段注油所需的时间。 冷却系统库: 允许对冷却系统,润滑系统和排气系统联合建模,研究发动机 完全热力学行为。 机电库:包括构件诸如螺线管电磁回路所用的气隙,金属元件,磁学和线圈等元素。包括磁滞和电特性等动态效果。

两相流库:用于建模热力液压系统,其中具有流态变化(液-气)。 空调库:用于建模空调系统的稳态和动态行为。 电动机和电力驱动库:用于建模取代机械和液压驱动的汽车电动元部件。

IFP 驱动库:用于计算发动机的燃油消耗和喷射。 平面机构库:用于建模两维物体动力学。 2.2 AMESim的四种工作模式 使用AMESim, 你可以搭建草图,修改元件的子模型,设置子模型的参数,运行仿真。每一步都与AMESim 的工作模式相适应: • 草图模式 • 子模型模式 • 参数模式 • 运行模式 本章给AMESim 新用户介绍这四种工作模式的基本特征。如果你是一位有经验的AMESim 用户,请参见第11到15章,查看AMESim 在四种工作模式下高级特征。 2.2.1 草图模式 你启动AMESim时,就进入了草图模式。 在草图模式你能够: • 创建一个新系统。 • 修改或完成一个已有的系统。 所有类库的元件都可用,它是类库按钮和上锁按钮都可用的唯一模式。草图模式是进行仿真的第一步。 2.2.2 子模型模式 当搭建完成系统后,你就可以进入到子模型模式,给系统元件选择子模型。若回路没有完成,就不能进入子模型模式,此时会显示如下对话框: Figure 2.36: 错误信息

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