针对工程机械工作过程中产生的强振动引起电磁换向阀阀芯瞬态液动力和电磁力变化,进而影响电磁换向阀压力-流量特性和换向时间的问题,建立基础振动下电磁换向阀的动力学仿真模型,并通过实验验证模型的正确性。运用多目标遗传算法对振动环境下电磁换向阀的主要结构参数进行优化设计。研究结果表明阀的最佳设计参数是阀芯质量为0.005kg,阻尼系数为22.03N s/m,弹簧刚度为2384.8N m;优化后,基础振动下电磁换向阀流量波动失效区域降低80%,流量降低区域全部消失,换向时间延长区域降低62%。该研究可为基础振动下电磁换向阀的选型和设计提供依据。

介绍电液位置伺服控制系统的组成与工作原理,并利用实时工作间(RTW)的半物理仿真环境和MATLAB系统辨识工具箱,对电液位置伺服系统进行系统模型辨识及验证。提出一种规则自校正模糊PID控制器,并将其用于辨识得到的模型中,设计一种在线的模糊推理算法,使得模糊控制规则可以得到实时在线调整。仿真结果表明:基于规则自校正模糊PID控制器的电液位置伺服系统的性能得到较大改善,既具有PID控制器高精度的优点,又具有模糊控制器快速、适应性强的特点,保证系统具有良好的动、稳态特性。

针对1种1.5 MW H型对称翼垂直轴风力机(VAWT),采用双致动盘多流管理论,分析主轴偏振效应的产生机理,提出采用变差系数来衡量主轴合成力的振荡程度,并对不同风力机参数对偏振效应的影响进行分析。研究结果表明:风力机叶片在旋转1周范围内产生的气动力合成到主轴位置上后不能互相抵消,发生振荡且作用方向不定;对于大型垂直轴风力机,风剪效应的存在有利于降低主轴偏振效应;在H型垂直轴风力机气动设计中,当叶片数为3片时,主轴振动幅度最小;当高径比为0.5088时,主轴振动幅度最小;当展弦比为14.2015时,主轴振动幅度最小。

通过动模型试验和数值仿真方法,对时速400 km不同编组(8车编组、16车编组和17车编组)单列车通过最不利长度隧道和列车在最不利长度隧道内交会时的车体表面气动载荷进行研究,并基于雨流计数法与等效疲劳载荷公式对车体的等效疲劳载荷进行分析。研究结果表明单列车通过隧道或列车隧道内交会时,车体等截面区域处的Δp(压力峰峰值)沿列车长度方向不断下降,并随着编组数增加而增加。单列车通过隧道时,8车编组、16车编组和17编组列车等截面车体区域处Δp的平均值分别为7440,8404和8479 Pa,16车编组列车和17车编组列车相比8车编组列车的Δp分别增加13.0%和14.0%;列车隧道内交会时,8车编组、16车编组和17编组列车等截面车体区域处Δp的平均值分别为12737,14503和14732 Pa,16车编组列车和17车编组列车相比8车编组列车分别增加13.9%和15.7%。车体表面等效疲劳载荷与编...

针对传统压力补偿型多路阀流量控制精度低、小流量控制难、流量范围受限等问题,提出补偿压差连续控制多路阀流量方法。首先,设计并理论分析补偿压差可控型多路阀;其次,分别建立三通比例减压阀及负载敏感多路阀模型,通过试验验证仿真模型的准确性;第三,联合2个部分关键子模型,构建补偿压差可控型多路阀多学科联合模型;最后,通过原理试验验证所提方法的正确性,研究多路阀补偿压差调控特性及其影响因素。研究结果表明相较传统多路阀,设计的补偿压差可控型多路阀的补偿压差能够在0~3.4 MPa范围内变化;在0.3~3.2 MPa补偿压差范围内,阀口流量能够在44%~136%的额定流量范围内变化;通过调控补偿压差对补偿器的液动力进行补偿,提高了多路阀流量控制精度,液动力补偿效果明显;随着控制台肩d2直径增大,多路阀补偿压差调控范围增大,但补偿器动态特性响...

为了提高重载非对称缸电液伺服系统的位置跟踪精度,设计一种基于干扰观测器的新型位移控制策略。首先,搭建非对称缸电液系统的状态空间模型,集成化处理系统中的不确定问题,设计非双干扰观测器,分别对系统的外力扰动和流量压力扰动进行了观测;其次,采用反步设计方法设计位移控制器,结合干扰观测器补偿系统中存在的不确定扰动,利用李雅普诺夫函数证明控制器的稳定性;第三,为解决反步设计过程中计算虚拟控制律时的微分爆炸问题,设计自适应增益微分器来求虚拟控制率的导数,该微分器的增益随着估计误差而不断自适应调整,避免反步控制器过于复杂;最后,利用MATLAB软件搭建了仿真模型,基于MATLAB/Simulink实时系统搭建物理实验台,利用仿真和实验验证所设计控制器的有效性。研究结果表明与PID控制器和未加微分器的反步控制器相比,所设计的位置控...

针对内啮合齿轮传动,提出1种基于圆弧啮合线的大重合度内啮合齿轮构造方法。选取连接外齿轮和内齿圈节圆交点和齿顶圆交点的圆弧为啮合线,构造在该啮合线上共轭的外齿轮和内齿圈齿顶齿廓;根据共轭原理设计与齿顶齿廓共轭的齿根齿廓,完成内齿圈齿根齿廓修形;对新齿形进行根切检验,分析新齿形啮合几何特性及加载接触;利用数控加工方法完成内啮合齿轮样件的加工并进行啮合试验。研究结果表明：新齿形不产生根切和齿顶干涉;与渐开线内啮合齿轮相比,新齿形重合度大大提高,相对滑动率减小,相对法曲率增大;齿面接触和齿根弯曲应力显著降低,承载能力大大提高;齿数比为38/53的新齿形存在7对齿接触,验证了新齿形的大重合度啮合。

为了深入分析混流泵启动过程的瞬态流动结构,研究启动过程叶轮内部能量分布特性及其对瞬态性能的影响,基于正则化螺旋度法提取瞬态流场涡核,对启动过程进口段、叶轮和导叶段内部流动进行涡结构分析,并运用过流断面诊断法对混流泵启动过程内部流动进行诊断。研究结果表明进口观测截面流场的涡核结构受叶轮叶片数的影响较大,涡核总体呈现从分散到集中的演化过程;随着转速增加,叶轮内涡结构正向和反向涡交替变化,并在转速稳定后流动逐渐趋于稳定;导叶内的涡结构在启动初期呈非对称性分布,当转速稳定后,涡结构区域逐渐减少并呈现规律性分布,流体流动趋于稳定。在混流泵启动过程中,随着叶轮旋转加速,总压流随之迅速增大,叶轮对流体做功,流体获得的能量迅速增加;由于流体惯性,加速末期流体获得了大于稳态转速下的能量,这种瞬态效应的...

为了建立准确的圆柱滚子轴承动力学模型,研究润滑剂的不同流变模型以及流体动压力对轴承的动态特性的影响,并将模型的数值结果与已有的实验结果进行比较.研究结果表明：当相对滑动速度较大时,基于牛顿流体的摩擦力计算结果较实际值大,基于非线性流变模型的数值结果与实验结果更吻合;不同的流变模型和流体动压力计算方法对滚子与滚道的相对滑动速度影响较大,采用 B？W 模型和 HOUPERT 流体动压力更能真实反映轴承的动态特性.

通过分析伺服阀的工作原理及力矩马达工作间隙中磁流体的作用机理,运用键合图理论以规范的方式统一描述系统中的机液能量耦合、流体磁化以及电磁转换等多种能量作用;考虑磁流体作用力等非线性因素,采用集中参数建立电液伺服阀的通用仿真数学模型,模拟添加磁流体前后及力矩马达工作气隙参数变化对伺服阀工作性能的影响规律,通过试验证明该模型的有效性。研究结果表明：添加磁流体可增加伺服阀力矩马达的阻尼比,提高系统的稳定性和抗干扰能力;增大工作气隙高度或减小导磁体有效工作面积均有利于提高系统的稳定性,但降低了系统的流量增益。