针对在服役环境中某型飞机滑阀出现的卡滞和动作延迟等现象,在分析滑阀机理的基础上,发现按常温设计的滑阀副配合间隙在服役环境下会发生较大变化。飞行器极端温度环境、精密偶件加工残余应力等因素容易造成滑阀卡滞。利用弹性力学和热变形理论,考虑残余应力的影响,推导了滑阀副径向尺寸链的数学表达式。以某型滑阀副为例,计算了在-50℃、100℃和150℃温度条件下滑阀副的变形量,通径为13mm的滑阀,其径向尺寸最大变形量为2.9μm。采用有限元方法仿真分析了由油液压力引起的阀套变形量,最大变形量为2.19μm。配合间隙最小值应不小于总变形量(5.09μm),考虑到计算误差和加工精度,配合间隙可取为5μm。计算了不同配合间隙时的内泄漏量,泄漏量应满足要求(0.035L/min),对应的最大配合间隙为7.7μm,可近似取为8μm。所提出的分析方法和尺寸链计算模型,对滑

在导弹高速飞行过程中,光学头罩的温度受气动热效应作用而急剧升高,会产生严重的气动热辐射效应。为研究头罩气动热对玫瑰扫描光学系统的影响,建立了基于CFD流体仿真软件的头罩温度场模型。在仿真软件对光学系统结构进行三维建模后,通过光学软件对头罩热辐射对探测器的影响进行了仿真和计算。仿真结果表明:玫瑰扫描光学系统对头罩的温度梯度较为敏感,当头罩温度非均匀分布时,探测器会接收到气动热辐射干扰信号,对弱小目标的正常探测和提取产生干扰,气动热辐射效应不容忽视。

柱塞杆与座零件形成的摩擦副,制造过程中极易造成该位置过度变形,导致异常磨损以及泵性能失效。因此,有必要分析轴向柱塞泵球面摩擦副制造工艺过程。以制造工艺对摩擦副的应变为研究对象,利用应力应变的有限元仿真,分析了压配过程和冲头工装对摩擦副结构的影响,以及变形后摩擦副间隙内的流场力分布情况,得出工艺参数应选择适当的应力值(数值800~1000N),并选用约60°结构的冲头工装执行冲铆工序的结论。通过有限元分析,为提高泵合格率提供了理论支撑。

针对液压系统油源的安全性及可靠性问题,提出了油源冗余设计方法,即多油源供给多负载。当某一油源发生故障时,能源选择阀切断故障油源,由其他油源给负载提供基本液压能源,使系统能完成必须的服役性能。针对液压系统能源选择阀存在的频繁换向与振动问题,提出了一种插装式液控能源选择阀,其先导阀采用锥阀和可变阻尼形式,主阀采用三台肩且终端有缓冲功能的滑阀。建立了插装式液控能源选择阀的数学模型,分析了能源选择阀在两种模拟故障下的切换压力及切换时间、油源压力脉动等特性。理论分析结果表明,当油源压力发生阶跃和线性变化时,某能源选择阀切换时间分别为5ms和7ms。当压力发生波动时,主阀不会发生振动,可通过液控先导阀结构设计来控制切换压力和回复压力大小。

研究了比例伺服阀的阀芯结构对液动力的影响,提出了一种阀芯导流壁面优化设计方案。采用计算流体力学(CFD)的方法建立滑动网格模型,分别对阀芯传统导流结构和优化设计后的导流结构进行数值模拟分析,并验证了网格无关性。对阀芯所受稳态液动力进行数值求解,并分析了不同优化设计方案对阀口处流体流动状态的影响。结果表明,优化设计后的阀腔内部流场分布更均匀,流动状态更平稳;阀芯内流道导流结构会改变阀口处的介质流向,进而改变进出口流体水平方向上的动量差,以补偿部分液动力;与传统方案相比,液动力最大补偿效果可达60%,显著降低了阀芯所受液动力干扰,有利于提升比例伺服阀的静动态控制性能。

在电液比例伺服阀中,液动力具有较强的非线性,开环控制下驱动电流与阀芯位移的线性度较差,使用传统PID控制算法难以达到良好的控制效果。针对该现象,在分析阀芯液动力特性的基础上,提出了一种位置负反馈式的控制方法。通过搭建比例伺服阀的控制器模型和阀芯受力模型,开展实验验证。结果表明,该方法能够有效地解决控制中电流—阀芯位移的非线性问题,控制稳定性有明显提升。

从电液伺服阀及衔铁组件的工作原理出发,详细阐述了衔铁组件的运动机理,通过公式推演为衔铁组件综合性能检测提供了一种有效的实现方法,即以外部力加载及位移加载的方式模拟衔铁组件实际工作过程中受到的力和位移大小。通过研制衔铁组件综合性能检测装置,获得了衔铁组件综合性能参数,并利用其进行不同衔铁组件对比试验。试验结果表明,衔铁组件综合性能参数的有效控制为伺服阀啸叫振动抑制提供了新途径。

电液伺服阀衔铁组件是连接电-机械转换器和液压放大器的柔性构件,其刚度是影响伺服阀动静态特性的重要因素。针对衔铁组件精密零部件刚度的精确分析理论欠缺的问题,将衔铁组件等效为变截面弹性组合梁结构,考虑剪力对结构变形的影响,建立了基于能量守恒原理的衔铁组件柔度矩阵静力学解析模型。进一步,提出了弹簧管、反馈杆、挡板刚度以及组件综合刚度的高精度计算方法,并作了弹簧管刚度测量和反馈杆柔度测量,理论计算结果与测量结果吻合。所建立的衔铁组件柔度矩阵模型及刚度计算式可为衔铁组件柔性构件的匹配设计和精密零件的刚度标定提供依据。