HyPneu软件是美国BarDyne公司的产品，HyPneu软件作为世界上唯一一个集液压、气动为一体的流体动力与运动控制仿真软件，从建立分析模型原理图、元件选取、物理属性设置、智能化的分析方法和智能化的求解步长选择、结果后处理，直到从HyPneu直接输出工程原理图，无一不是从工程技术人员的角度出发，总结了BarDyne公司数十年来无数相关分析项目的经验，从而为系统设计人员提供了一个方便而强大的应用工具。

软件简介

模块介绍

应用领域

软件特点

软件简介

公司位于美国Oklahoma州，创立于1989年，其前身是Oklahoma州立大学的流体动力研究中心（FPRC/OSU），此研究中心成立于50年代中期，并在国际上久负盛名.这些专家们同时为世界各国兵器、航空、航天、造船、和民用制造业提供了众多的世界级权威解决方案；到目前为此，BarDyne公司已有376项技术标准得到美国军方采用，20项技术标准得到国际相关技术组织的采用。

模块介绍

1. HyPneu Standard，标准包

HyPneu标准包中包含有：

A、前后处理器。让用户能在图形化的介面中，可视化地完成对模型的建立、型号数据赋值、仿真分析参数、初始化参数、空间网架参数的设置，并在后处理介面下可视化地处理各种计算结果，完成分析报告出图和流体动力原理图的出图工作；

B、时域求解器。完成流体动力系统时域静态和动态分析的全部功能，包括时域静态和动态求解器，可以完成时域下的各种分析；

C、元件库。元件库是软件建立并分析各种模型的基础，拥有充分完备的元件库是衡量此类软件优劣的重要指标。HyPneu元件库包括450余种各种不同类型的元件，完全涵盖了目前常用的各种元件类型，元器件管理工具使用户非常方便地使用和管理不同途径获得的元件信息。库中元件分为以下几个大类：

1). Hydraulic Library，包括液压元件库——泵、阀、马达、伺服阀、插装阀、软硬管件、油缸、换热器、滤油器等。

2). Pneumatic Library，气动元件库——压缩机、阀、马达、管路、气缸、真空泵、换热器、滤清器等。

3). Mechanical Library，力学元件库——平移元件、转动元件、齿条、齿轮、阻尼、弹簧。

4). Electrical Library，电气元件库——电机和各种电气元件。

5). Control Library，控制元件库——各种控制和逻辑元件。

这是整个系统工作的基础。需要分析的所有系统均由元件库中的元件按不同的要求和连接方式构成。HyPneu的元件模块系基于通用开放式原理搭建，对某一元件附值，即形成一可供调用的元件，因而由所提供的450余种各种不同类型的元件模块，即可建立无穷尽的元件。

D、流体数据管理库。掌握流体的物性是决定液压气动仿真准确度的基础。HyPneu提供一完整的流体数据库：含各类常用液压油，以及整套经美国国家标准局(NIST)标定的各类常用气体与混合物。流体的物性如密度、黏度等，随着工况，实时调整，确保计算精确，结果逼真。用户还可以根据自己的需求添加自己的数据库.

2. User Model Creator，元件模型自定义模块

在具体工作中，每一个用户、每一项工作均具有各自的特殊性，当元件库中的元件不能满足需求，或某类型复杂元件时常使用时，本模块可以利用已有图形元件构造，或编程语言生成新的元件，对元件库进行扩充，形成用户独特的自定义元件库。定义元件模型数目没有限制。

3. HyPneu Linx，与MATLAB/Simulink以及RecurDyn软件的接口模块

HyPneu可以非常方便地与控制仿真分析软件MATLAB/SIMULINK连接，保留相关子系统前期做的工作，从计算速度、分析功能方面发挥各自的长处，最终实现联合仿真，为涉及到电控、液压、机构运动等多领域的系统设计提供了完整、直观的解决方案。为设计分析及系统整合人员提供全面、直观的全系统和各分系统性能评估、预测和优化分析。

4. Hypneu Magi ，液压、气动各类公式计算工具箱

该工具箱具有以下功能：自动单位转换，避免单位不符导致的计算错误；采用交互式的对话窗口进行公式计算；动画显示其结果，可将抽象的概念转换为真实的演示；流体特性管理功能，可构筑用户自己的资料库。

其中的具体功能模块有流体粘度计算器、体积模量计算器、阀过流面积计算器、雷诺数计算器、作动缸结构总成静态分析器、泵和马达性能分析器、液体管压流计算器、气体管压流计算器、气体阀压流计算器、单位换算工具等项。

该工具箱提供了液压气动元件设计中各种常用公式的计算、单位转换等多种计算功能，为工程师日常设计中，元件液压工程数值计算提供一个高效的“工程计算器”，有效地减少工作量，并避免了人工计算时容易引起的各种错误。

5. Thermal Analyzer，热传仿真器模块

热传仿真器用于分析液压和气动系统工作过程中，各部位、各部件的温度变化，以及同一时刻油液粘度、阻尼的相应变化对元件乃到整个系统工作性能的影响。

6. Frequency Analyzer，频域仿真器模块

对分析对象进行频域特征分析，得到系统的频域特性。频域分析结果包括频率响应分析、功率谱分析等。

频域特征分析是得到系统的频域特性的必需手段，如果要对系统进行稳定性、振动特性分析，进而优化设计，此模块是必不可少的重要环节。

7. HyPneu Client Server，软件间协同实时仿真与半实物仿真模块

无论是在客户端还是在服务器上，让设计与仿真更加高效是HyPneu最核心的理念。通过几个独立的应用程序或应用程序与硬件(机械设备)共同执行仿真(半实物仿真)。

8. HyPneu CylInteg，作动缸细节仿真模块

计算普通单级缸、拉杆缸和多级缸的的临界工作载荷和工作压力，也可以计算给定工作压力下缸的工作情况，同时计算各密封圈的受力情况、油缸筒、活塞杆等部件的最大应力与变形情况，油缸各级间的折角，分析活塞头和杆与缸筒和导向套间的硬接触情况。

9. HyPneu PumpContamination，油泵污染特性分析模块

计算能够根据系统油液的设定清洁度，结合油泵的污染敏感度参数，执行仿真以预测系统中油泵在颗粒污染工作环境下的动态性能变化及对系统性能的影响。

可以预测不同型号的油泵在不同的工作环境中，随工作时间延长，油泵效率的变化情况，进而对油泵的工作环境进行评估，并提出保护措施，预测首翻期寿命。

10.HyPneu Fuel，燃油控制系统仿真模块

在机械系统设计中，燃油供给的平稳性和耗油顺序等相关问题是至关重要的，如何考虑燃油特性，结合不同型号的供油系统，优化设计，得到良好的供油系统是设计人员追求的目标。

11.Environmental Control System Analyzer, 空调环控系统(ECS)仿真模块

HyPneu软件应用其强大的液压，气动和热传分析模块，形成了专门应用于环境控制系统(ECS)的环控仿真模块HyPneu/ECS，对环控系统进行仿真分析和优化设计，完成诸如发动机、管路、热交换器、空调系统和循环系统的单一及集成匹配分析。利用该模块，工程师可以建立完整的环控系统模型，模型中可以包括热交换器，冷却包，循环风扇、分布阀、输送管、喷嘴，温控包等元件。并实现各种真实工况的分析，如飞行器地面状态、爬升状态、巡航状态和降落状态等等，精确预测各状态下，环控系统中各点的压力、温度、流量和其他性能参数。

应用领域

HyPneu软件作为世界上唯一一个集液压、气动为一体的流体动力与运动控制仿真软件，广泛应用于涉及液压、气动控制，燃油控制和环境控制的广大工业领域：

航空航天：起落架、飞行控制系统、燃油控制系统、环境控制系统、逃生系统、飞行模拟器、航天飞行器、人体离心机

汽车：减震器、动力转向系统、主动悬架、ABS 制动系统、离合器和变速器、燃油输送系统、油汽管理系统、排放油气系统

机械：再生控制机床 、电脑数值控制机床、机械人系统、塑料射出成型系统、喷水切割机、可编程逻辑控制(PLC)系统

元件设计：电液伺服阀、压力补偿泵、压力和流量控制阀、液压缸缓冲设计、电磁阀

系统设计：PWM 脉宽调制控制系统、雷达跟踪控制系统、伺服控制系统、工作周期和工作循环、PID 比例积分微分控制、风力涡轮机控制、升降机同步、板材加工

气动系统：空气箱排气动力学、空气悬挂系统、气动工具作动控制

战斗车辆：悬架系统、履带控制、反冲系统、炮塔控制、两栖车辆

直升机：飞行控制系统、操纵控制系统

造船：转向系统、波浪模拟器、造船起重机

制钢：控制制造过程、表面/厚度控制、熔炉控制、液体浇注控制、成型控制、波动消除、除锈设备

石油：钻井设备、勘探支撑系统、钻芯取样系统

建筑业：挖掘机、大型推土机、锄耕机、起重机、铲车、物料输送

农业：联合收割机、拖拉机

故障检测：水锤效应、压力冲击、插装阀逻辑、过热分析

主题乐园：水上世界、支撑设备

在这些领域中，无论是液压、气动、燃油和环境控制系统中的元件设计，还是全机全部系统的匹配、优化、元件选型都可以由HyPneu软件来进行建模和仿真分析，在这一优秀的虚拟平台上，无论多大的模型，都可以快速得到准确可靠的分析结果，最后为物理结构设计提供参考和依据。

软件特点

从工程实用角度出发，HyPneu软件基于最基础的液压控制与分析原理，完全从非线性角度对系统进行建模与仿真，同时总结了BarDyne公司若干年的分析和咨询经验，与其它软件相比，具有以下明显的优势：

基于流体动力的基本计算公式，避免了其它类似软件对系统进行线性化处理后产生的代数环等不可逾越的求解障碍；完成系统级分析的同时，可以深入各类元件内部，对其内部特征进行分析和优化。如伺服阀、多阶溢流阀等，可以分析其内部每一节流孔、喷嘴等细节特征对总体性能的影响；

在计算中，无论是管路流动还是环形缝隙流动，均可以自动判断流体的流动状态是层流还是紊流，然后调整计算函数，得到管路损失、阻尼等相应的准确结果；

HyPneu软件在建模过程中，所有无方向限制的液压元件也都没有方向的限制，流动中完全根据压力的高低决定流体的流动方向；

元件库已经包含了目前常用的所有液压元件类型，如多级液压缸、所有构形的伺服阀、方向阀、比例阀和压力控制阀等，同时，HyPneu软件可以根据用户的需要，向用户开放各种元件的源代码，使用户可以更快捷、更真实和准确地建立自己独有的元件模型，扩展自定义元件库；

数据输入时，HyPneu软件允许用户输入任何单位制的元件数据，并可以按用户指定的单位制输出计算结果，方便使用的同时，完全避免了人工转换单位制时，极易产生的各种错误；

通过软件的标准元件库，就可以方便地处理诸如操纵和控制系统中的力纷争等复杂问题，只需要用户提供物理结构的相关刚度就可以方便地进行处理；

软件要求用户输入的必要参数均为可以从生产厂家或简单测量即可得到的数据，如节流孔可以选择输入直径和节流孔出流参数Cd或直接输入阀的压力流量参数Kv，而所有内部数据均由软件计算得到，不用用户输入，因此对某些相同的元件来说，要求输入的必要数据量明显少于某些同类型软件；

HyPneu软件真正实现了虚拟试验室的所有功能，可以在同样的模型基础上，通过改变输入和输出参数，实现时域、频域下的静态、动态和热传等各种仿真分析，不用象某些分析系统，要实现不同的分析项目，必须更改模型中的部份元件。

强大的求解器，可以智能化地根据模型和求解类型，自动选择分析方法和求解步长，快速、自动地得到与模型对应的正确结果；

工程图输出。当液压控制系统在HyPneu软件的环境下完成分析后，可以在此环境下直接输出从A4到A0各种图幅的液压工程图，不用调用其它的绘图软件，极好地避免了此过程中可能产生的人为错误；

仿真动态结果显示。HyPneu软件可以在仿真过程中，动态显示关心的各个参数的变化情况，并可以在随时中断计算时，保留已得到的计算结果，极大地方便了模型的调试和分析；

HyPneu软件在分析过程中，可以对分析对象的高低压及运动元件提供动画显示，直观、快速地了解系统工作过程中，各元件和各逻辑控制关系的正确性，便于工程师对模型的理解和调整。