TYPneumaticComponents-气动元件设计模型库

1.   概述

TYPneumaticComponents气动元件设计模型库，包括活塞、滑阀阀芯、锥阀阀芯、球阀阀芯、孔板阀芯、隔膜、流量控制阀、气体容腔和其他公用组件等模型。可搭建高粒度气动模型。该模型库和气动模型库配合使用，可应用于更多场景的气动系统的设计与分析，例如起落架应急系统、救生防护服系统等。

2.   功能要点

      提供多种类型气动基础结构模型

提供多种细粒度结构化模型，包括活塞、滑阀阀芯、锥阀阀芯、球阀阀芯和喷嘴等模型，可自定义设计搭建所需的高粒度气动阀、缸等模型，覆盖更多场景的气动系统建模需求。

      适用多场景、多工况的建模与仿真

用户通过改变结构模型参数和拓扑结构，设计不同颗粒度的模型，配合气动库实现多种场景、不同工况下的气动系统仿真分析，如汽车空气悬架系统、气动刹车系统等。

      支持多专业耦合仿真特性分析

具备与气动库、机械库、热库等其他模型库之间兼容接口，能够实现不同专业的耦合仿真，能够计算研究气动模型的力学特性、运动特性、压力特性、流量特性及其之间的耦合关系。

      支持气动模型的定制化开发

支持以气动元件的组成模块（如弹簧腔模块、阀口模块、阀芯模块等）为对象建立模型，根据拓扑结构自主搭建气缸、阀等定制化模型。

3.   模型库目录

TYPneumaticComponents气动元件设计模型库提供丰富的活塞、阀芯、隔膜和密封摩擦泄漏等基础基础结构模型，能够快速搭建所需的气动模型，满足不同颗粒度的气动元件的建模需求。配合气动库进行气动系统的仿真设计与验证。

名称		描述
UsersGuide	用户指南	提供模型库概述、联系方式、版本说明等介绍文档
ExampleEntryGuide	案例入口指南	用于指导用户如何获取模型库典型案例
Pistons	活塞库	提供不同类型的气动活塞，例如普通、带固定端和带弹簧的活塞等
SlideValveSpool	滑阀阀芯库	提供多种滑阀阀芯，例如带圆环节流孔的，带孔洞的、带槽孔以及可自定义的滑阀阀芯等
ConicalValveSpool	锥阀阀芯库	提供不同类型的锥阀阀芯，如垂直阀座锥阀芯、锥阀座锥阀芯、平阀座阀芯和锥阀座圆柱阀芯等
BallValveSpool	球阀阀芯库	提供不同类型的球阀阀芯，如垂直阀座、锥阀座等球阀阀芯
NozzleFlapper	孔板阀芯库	提供孔板阀芯，如喷嘴阀芯
DiaphragmLeakageSealings	隔膜、泄露、密封库	提供各种隔膜、泄露模型、密封模型，如气动隔膜、气动/液动隔膜、粘性摩擦和泄露、密封摩擦等
FlowControlValves	流量控制阀库	提供不同类型的气动节流孔，例如流量数为常数、Perry’s Cq、ISO6358等节流孔
Auxiliaries	辅件库	提供气腔、物性计算模块等
Sources	边界库	提供压力温度边界、质量流焓流边界、大气出口、零流源等
Sensors	传感器库	提供各种传感器，如压力、温度、质量流量、焓流量等传感器
Interfaces	接口库	提供模型库的接口模型，可用于模型的开发

4.   主要模型

5.   应用场景

气动元件设计模型库主要用于设计细粒度气动模型，包含各类活塞、阀芯以及隔膜泄漏密封模型，配合气动模型库，能够满足多场景多工况的气动系统设计仿真与验证工作，以及适用于航天、航空、车辆、船舶以及能源等众多行业的多个研发阶段的应用。

         方案设计阶段：

在方案设计阶段，采用气动元件设计模型库，可进行不同结构模型组合设计，完成所需的气动模型，并与气动模型库实现不同方案下的气动系统设计，支撑系统功能和性能的初步验证评价，实现系统多方案优选分析。

         详细设计阶段：

在详细设计阶段，采用气动元件设计模型库，完成颗粒性更细的气动模型，如多路阀模型、气缸模型等，通过更精细的结构参数或特性参数设置，模拟和评估各个气动模型结构参数调整对整个系统的影响程度，以辅助详细设计决策。

         实验验证阶段：

在实验验证阶段，可根据现场实验场景应用情况，采用气动元件设计模型库，完成颗粒度更细的气动模型构建，并搭配气动模型库，实现更多气动模型以及气动系统场景数字化模拟，如：空气压缩机性能验证、气缸行程和力验证、气动阀开关时间验证等场景，实现实物系统数字化映射，完成虚拟数字化实验测试。

         运行维护阶段：

在运行维护阶段，通过气动元件设计库和气动库，构建高精度数字化交付系统模型，如：气动多路阀换向系统、结构化气动缸传动系统等， 提升运维过程中关键组件的特性结果获取能力，实现在线数据监控和故障模拟等场景应用，使实物气动系统得到有效管理和维护。

6.   应用案例

基于TYPneumaticComponents气动元件设计模型库，结合三位三通换向阀工作原理，快速构建对应的仿真模型。通过调整驱动力大小、阀芯结构参数、弹簧刚度、初始阀芯位置及节流孔直径等，实现阀芯换向，并将获得的结构参数用于指导换向阀的设计与制造。

a)系统模型

b)阀芯位移

c)可变节流孔流量

图 1 三位三通换向阀