根据流体在多孔介质内的渗流特性,提出了新的热弥散模型,成功地再现了多孔介质内单相流体对流换热时壁面区的温度分布.与以往的模型相比,该模型具有较少的可调经验参数.运用该模型预测的Nu数与Re数的关系与试验结果一致.热弥散渗流多孔介质传热

锻造操作机是核电、火电、轨道交通等重大装备制造的关键设备。针对锻造操作机高速、高精度以及可靠性的要求,对锻造操作机液压系统进行功能分析,在此基础上设计锻造操作机液压系统回路。锻造操作机液压控制系统包括夹持系统、提升俯仰系统、水平移动系统、缓冲系统、大车行走系统和夹钳旋转系统。采用平均流量法对液压泵站进行节能设计。在数学模型的基础上对液压系统的关键控制性能(快速性、准确性、起动性)和可靠性进行仿真分析研究。结果表明,通过对液压系统回路的合理设计,改善了液压系统的控制性能,提高了液压系统的可靠性,可为大流量液压系统的设计提供理论指导,实现锻造操作机的快速、精确、稳定、智能控制。

针对多缸同步提升电液系统,在分析系统运动的数学模型和液压缸的冗余性问题后,提出一种具有二级的非线性系统控制器。该控制器的外环级采用线性多输入多输出系统的定量反馈控制理论和冗余性分析策略,以获得多缸同步运动所需的各缸期望负载压力；内环级由n个基于扰动观测的单输入单输出液压缸非线性负载压力控制器组成,用于在有扰动情况下实现对每个提升缸期望负载压力的精确跟踪控制。以四缸同步提升系统为实例的运行结果表明,该控制策略可以有效地实现多缸运动同步控制。

液压阀件系统是一个具有多几何要素影响的多系统特性复杂系统,建立液压阀件特性预测模型,以系统多几何要素作为输入,实现系统特性的预测,将对实际生产具有重要的意义。在深入分析反向传播(Back propagation,BP)神经网络与径向基函数(Radial basis function,RBF)神经网络的基础上,结合两类神经网络的特点,提出基于BP神经网络与RBF神经网络的混合神经网络预测模型。利用生产实际中实测的某具体液压阀件特性值及影响该特性的各几何要素值作为预测模型的数据来源,对所提出的混合神经网络进行训练,并进行仿真。实例计算表明混合神经网络预测模型可提高单项神经网络预测模型的预测精度,预测平均相对误差为0.0461。可见,所提出的混合神经网络预测模型能够很好地满足工程实践中液压阀件特性预测要求。

高压大流量水基比例方向阀是煤矿液压支架实现智能化的核心控制元件,关系到整个工作面的精准控制效果和支护安全性。提出一种新型三芯随动式水基比例阀,解决现有水基比例阀难以满足液压支架高压大流量工况及难控制的问题。通过理论分析、AMESim建模仿真及试验对比的综合分析方法,验证三芯随动原理的可行性,探索该阀的位置跟随特性。结果表明:新型水基比例阀具备快速响应能力,额定工作条件下的全行程阶跃响应开启时间为84 ms,关闭时间约为35 ms;斜坡连续控制时,摩擦效应导致三芯随动机构位置跟随效果不佳,小阶跃步进控制能较好克服摩擦效应,使比例阀展示良好的位置跟随特性。研究成果为液压支架高压大流量水基比例阀设计提供参考,同时丰富了水基比例阀类型。

油液污染物对机械装置的稳定运行有很大的影响,而现有的油液污染物检测传感器灵敏度还有待提高。为此,提出一种坡莫合金包裹检测线圈结构的油液污染物检测传感器,其中检测线圈由两个平面线圈正向串联组成。坡莫合金包裹线圈之后,感应区域中心位置磁场可以增强2.43倍,检测金属颗粒时信噪比提高了2.00倍以上;线圈的互感效应可以使感应区域中心位置的磁场增强2.00倍,使检测金属颗粒时的信噪比提高了2.00倍以上。电感检测模式下该传感器可以对10~15μm的铁颗粒和65~70μm的铜颗粒进行区分检测;在电容检测模式下该传感器可以对70~80μm的液滴和180~190μm的气泡进行区分检测,检测极限显著提高。设计的传感器检测灵敏度得到极大提高,为油液在线监测提供了技术支持,可以作为机械设备健康状态监测的传感元件。

为解决液压挖掘机工作机构的超多目标优化难题,以新型三副摇杆正铲挖掘机构为研究对象、开展基于超多目标进化算法的优化设计研究。以三副摇杆工作机构的功能特点和正铲挖掘机的挖掘力、推压力、挖掘图谱指标等性能指标为目标函数建立其约束超多目标优化模型。通过引入自适应旋转模拟二进制交叉算子,提出一种改进的约束超多目标进化算法,增强算法处理复杂约束优化问题的能力,并在标准测试函数集中进行验证。将改进算法应用于70 t级液压挖掘机三副摇杆工作机构优化实例中,并与当前最先进的8种约束多目标进化算法进行比较研究,验证所提出算法的有效性。最后基于理想解法从得到的非支配解集中筛选出满意度最高的三副摇杆工作机构设计方案,并与现有经典机型方案的性能参数进行比较。优化结果表明:提出的算法在挖掘机工作机构优化...

水液压技术在水下作业环境中具有鲜明的技术优势,在海洋探测、海洋资源开发等领域具有广阔的应用前景。水下机械手是执行水下作业任务的重要工具,将水液压技术应用于水下作业机械手,可降低水下机器人-机械手系统的复杂程度、提高性能上限。通过阐述当前国内外各研究机构针对不同应用场景所研制水下机械手的结构特点、研究水平和商业化发展现状,对比分析不同驱动形式的优缺点及其对水下机械手性能和设计要点的影响,得出水液压驱动水下机械手是当前水下作业工具的最佳选择。在此基础上分析了水液压机械手设计中需解决的摩擦与润滑、材料、动力学模型、运动控制等关键技术问题,最后对水液压机械手未来发展的趋势进行了展望,以期为相关研究提供参考。

从已知参数着手利用简单的动力学模型建立自行式液压货车蝴蝶板式转向机构的数学模型确定拉杆、蝴蝶板以及液压缸各铰接点的位置完成单侧转向装置的设计。在此基础上进行两侧转向装置对称或非对称布置结合液压助力与机械杆系运动互补的思路提出通过利用液压缸自身的面积差来提供转向速率比与动力比的方法解决相对于对称性机构的不同布置时非对称性转向机构引起的两侧蝴蝶板机械机构不协调和液压缸动作与受力不一致的问题;同时针对不同转向机构的轨迹同步模式利用两侧液压转向系统相互连通的能量传递通道设计出相应的液压转向回路连接方式实现了轨迹的同步改善了转向性能。对设计的某型货车转向系统进行仿真与试验研究证明了该方法的可行性和实用性为自行式液压货车转向系统优化设计提供理论指导。

针对单活塞液压自由活塞发动机自由活塞运动不受机械机构约束的情况研究单活塞液压自由活塞发动机自由活塞极限位置的液压节流控制方法保证系统机械结构安全。基于对自由活塞极限位置节流控制原理的分析建立液压控制回路数学模型结合试验和仿真分析节流控制的工作特征及其影响因素。研究结果表明单活塞液压自由活塞发动机极限位置的液压节流控制应考虑单向阀节流、回油阻尼和油液弹性三种作用效果的影响。压缩腔压力在膨胀冲程的第一次压力峰值由单向阀引起第二次压力峰值由回油阻尼和油液弹性引起。增大回油孔通流面积可减小第一次压力峰值压力波后期高压的持续时间。回油阻尼和油液弹性能有效防止单活塞液压自由活塞发动机机械损坏的发生。