以最低挖掘能耗、最短挖掘时间和最大满斗率为优化目标,提出一种以强力摇臂矿用液压挖掘机为研究对象的自主挖掘轨迹优化方法。首先分析强力摇臂矿用液压挖掘机在人为操纵和自主挖掘方面的优势,并通过动力学仿真软件RecurDyn与离散元仿真软件EDEM联合仿真对比强力摇臂矿用挖掘机不同挖掘方式的优缺点,将复合挖掘确定为液压铲的自主挖掘方式。其次,建立强力摇臂液压挖掘机的数学模型和挖掘阻力模型。再次,以抛物线加速度多项式曲线作为三组液压缸的轨迹规划曲线,确定多目标优化函数及其约束条件,并利用遗传算法求解该优化问题。最后通过控制器在环的强力摇臂矿用液压挖掘机半物理实时仿真平台验证所得优化结果的有效性和可行性。结果表明,与同斗容的机械式矿用挖掘机相比,采用相同的轨迹优化方法,在保证满斗率和作业时间维持在...

复合材料伺服液压缸是液压缸轻量化的创新解决方案,能否利用其替代传统液压缸,摩擦特性是核心因素之一,它对电液伺服系统的控制精度和动态性能产生影响。传统液压缸摩擦测试一般采用粗放的启动压力测量法,针对新研制的复合材料液压缸,提出一种宽速高效的精准摩擦测试方法。该方法采用对顶拖动原理,向位置拖动缸施加控制指令,使位置拖动缸拖动被测缸进行变速运动,获得被测缸在宽速范围内的摩擦力、速度实测值,然后拟合摩擦力-速度曲线,辨识获得被测液压缸的摩擦特征参数。提出高频段摩擦力-速度特征点标记方法与变步长宽速拖动方法,提升摩擦特性测试精度。搭建碳纤维液压缸摩擦试验台,验证该测试方法的有效性,测试结果指导碳纤维液压缸筒的刚度匹配设计。

飞机液压刹车系统为压力控制系统,采用压力伺服阀将刹车指令转化为对应的输出压力,驱动刹车作动器进行刹车。某型飞机刹车系统遇到压力振荡问题,存在周期性的压力波动,严重影响刹车系统的控制性能。建立飞机液压刹车系统数学模型,开展振动原理分析,提出振动机理为一种含有正反馈的阀-管路系统非线性自激振动。采用龙格库塔法对建立的微分方程数学模型求解计算,得到相轨迹为稳定的极限环,即自激振动。提出增大回油容腔和取消回油反馈两种抑制方法,基于AMESim软件进行仿真分析,并开展了试验验证,证明自激振动理论的正确性和抑制方法的有效性。提出的理论方法,可分析和判别压力伺服阀的自激振动风险,对飞机液压刹车系统设计具有良好的指导意义。

研制了一种液压缸可靠性新型综合试验台,该试验台以液压缸的型式试验或出厂试验为基础,进行在常规应力水平或加速应力水平下的可靠性试验,可加载应力包括可调节的压力、速度、油温和偏载力,试验台具有功率回收、节能的特点。运用该试验台对某精密液压缸进行加速寿命试验,提出一种基于环境应力和广义Eyring模型的液压缸加速模型,通过该加速模型预测该液压缸在额定应力水平下的可靠度分布函数及寿命特征量。开发一套液压缸可靠性数据分析软件,该软件能够对液压缸在正常或加速应力水平下的完全或不完全样本试验数据进行可靠性分析与预测。所研制的液压缸可靠性试验台和数据分析系统,为推进液压缸的可靠性研究提供了一种硬、软件综合研究平台。

液压机械臂具有高度非线动力学特性,末端轨迹跟踪误差大。为此,提出一种辨识动力学参数的基于模型的控制算法(Model-based control,MBC)。该控制算法由外环的液压缸位置反馈控制器、内环的力控制器以及前馈流量补偿控制器三部分输出叠加组成。力控制器充分考虑液压机械臂动力学模型,动态补偿惯性力、重力和摩擦力等干扰力对控制精度的影响;位置控制器用以消除液压执行器造成的力偏差;前馈流量补偿器根据液压执行器动力学模型计算流量补偿量,提高系统响应与精度。针对动力学模型中存在的参数不准确问题,采用了最小二乘参数辨识的方法,在激励轨迹下获取液压机械臂动力学参数精确值。试验结果表明,所提出的辨识动力学参数的MBC控制算法相比3D模型参数的MBC控制在自由空间运动位置跟踪精度提升了39.24%,相比与传统PID控制提升了93%,显著提高了...

冷凝蒸发器的换热性能对自复叠制冷循环的性能具有显著影响,试验研究节流阀开度对冷凝蒸发器换热性能影响的规律,结果表明：自复叠制冷循环中冷凝蒸发器的损失是换热器中最大的,通过调节主流节流阀和支流节流阀的开度可以减小冷凝蒸发器换热过程的损失,冷凝蒸发器的换热窄点出现在端部,主流节流阀开度对冷凝蒸发器损失的影响比支流节流阀的要显著,稳定工况下,存在一组使冷凝蒸发器的损率最小的主流节流阀开度和支流节流阀开度。

针对声学有限元分析中四节点等参单元计算精度低,对网格质量敏感的问题,将无网格径向插值技术引入到标准有限元中,构造径向插值形函数,推导径向插值有限元法（Radial interpolation finite element method,RIFEM）的二维声学数值计算公式。二维声学RIFEM采用标准有限元法形函数构造系统离散方程的声学刚度矩阵和边界积分矢量,保证了声压梯度和边界条件在区域边界的积分精度;采用径向插值形函数构造系统离散方程的质量矩阵,提高了声压数值近似函数的插值精度。对管道二维声腔模型和某轿车二维声腔模型的数值分析结果表明,与标准有限元法和SFEM相比,RIFEM的计算精度更高,对波数、单元尺寸和网格扭曲程度的灵敏度更低。因此RIFEM可以很好地应用于二维声学数值分析,具有广阔的工程应用前景。

双剪统一强度理论及其弹塑性有限差分方法引入到金属结构的数值模拟中,对金属结构强度及金属加工等问题的研究具有实际意义。简要介绍双剪统一强度理论和拉格朗日有限差分方法的理论基础,推导双剪统一弹塑性有限差分格式,并利用C＋＋语言编写动态连接库文件载入FLAC中进行计算。分别计算分析厚壁圆筒受均匀内压和中心带孔铝板的拉伸两个问题并与有限元法的计算结果进行比较,通过两个算例的计算结果说明拉格朗日有限差分方法的计算精度与有限元软件差别不大,双剪统一弹塑性有限差分方法能够运用到金属结构的数值分析研究中来,并且双剪统一强度理论可以适用于抗剪强度与抗拉强度之比为0.500和0.667之间的金属材料,使其在金属结构数值分析中的应用范围更加广泛。

提出了一种新的控制液压缸执行速度的方法，将柱塞的速度控制通过离散的精确位移来实现。ＡＭＴ（电控机械式自动变速器）车辆离合器的操纵机构广泛采用液压缸，然而液压缸的动作受实际中许多因素的干扰，如：液压油粘度变化，离合器弹簧回复力变化等，这给它的控制带来了难度。试验证明，该法使离合器能可靠地以任意精确速度结合，有很强的容错能力。

针对目前液压垂直提升机械中存在着能耗大、效率低的问题,提出一种变配重的节能方法。阐述变配重的节能思想,介绍液压配重可变和机械配重速度可变两种节能方案;重点对液压配重可变的系统在液压升降系统中的应用进行论述,对其装机功率、功耗、系统效率及恶劣工况进行详细分析,并将其与常规变频液压升降系统进行对比,结果表明采用变配重液压系统装机功率和能耗分别降低约67%、35%,效率提高30%,具有较好的节能效果;讨论变配重系统目前存在的问题,包括系统效率、配重预存储能量、动态特性等,针对这些问题提出相应的对策;最后对变配重节能技术的发展前景做了展望。