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市场竞争的不断加剧使得产品开发速度和综合性能日益成为最具挑战性的因素之一,液压挖掘机是一个复杂的机电产品,由于其新产品开发周期长,成本高,导致产品严重老化、缺乏市场竞争力,目前80%以上的产量为外资企业所占有,如何提高我国液压挖掘机产品的设计水平和综合性能已成为急需解决的关键技术。虚拟样机技术的逐渐成熟为解决这些问题提供了强有力的工具和手段。本文从分析虚拟样机技术的特点和优势出发,针对现有液压挖掘机设计手段存在的不足,将虚拟样机技术引入挖掘机设计开发领域,并对液压挖掘机的关键节能技术进行探讨。论文的主要内容如下: 1.在介绍的虚拟样机技术的基本理论框架和回顾国内外在此方面的研究现状及发展趋势的基础上,论证了将虚拟样机技术应用于液压挖掘机设计的必要性和可能性及其实施的策略。 2.针对液压挖掘机整机系统,借助于虚拟样机技术理论的指导,提出了挖掘机虚拟样机的实现策略,即根据抽象建模的需要将挖掘机划分为有机关联的单学科系统及模型,分别在不同的支撑软件上并行建模,再利用网络和系统集成技术将各子系统模型集成为挖掘机虚拟样机。 3.按照系统仿真建模原理,主要研究了挖掘机液压系统的建模方法,探讨了利用Matlab软件中的Simulink工具箱建立了参数化和模块化的挖掘机液压系统仿真模型的方法。 4.提出了在ADAMS中建立虚拟样机环境,通过ADAMS/Control接口与Simulink中建立液压子系统模型有机集成,实现了挖掘机虚拟样机环境的机电液一体化联合仿真的策略和方法。并探讨了挖掘机虚拟样机的应用前景和发展趋势。 5.节能对于液压挖掘机所具有的意义,不仅在于节约燃料,更重要的是由此降低了系统发热和工作强度,从而有利于设备的运行和维护。本章介绍了当前国内外常用的挖掘机节能技术,并对基于六通型多路阀的负流量控制系统的节能效果进行了详细分析,建立了相应的控制模型,进行了计算机仿真并在自行研制的试验样机上验证了这一模型的正确性,在此基础上进而提出了这种节能控制的设计原则。