为了减少乘用车空气悬架在车身高度调节时的超调量和调节时间,利用AMESim软件搭建开环空气悬架供气系统模型来模拟车身的上升过程。以车身高度调节的超调量和调节时间为评价指标,设计L16(45)正交试验,研究储气罐气压、电磁阀阀芯直径、管路内径、减振器阻尼系数对空气悬架供气系统性能的影响规律。结果表明各个结构参数对空气悬架供气系统不同评价指标的影响程度不同;减振器阻尼系数对车身高度调节的超调量影响最大;储气罐气压对车身高度调节的时间影响最大。研究结果为空气悬架供气系统结构参数的选择提供了参考价值。结构参数经过优化设计,使车身高度超调量降低了35.24%,车身高度调节时间缩短了38.51%,空气悬架供气系统性能得到了明显提升。

液压伺服滑阀阀口工作边易受油液中颗粒污染物的冲蚀作用,诱发伺服阀性能退化。采用阀口工作边淹没射流冲蚀可视化实验和固液两相流数值计算方法,研究颗粒冲击工作边的冲蚀行为及影响因素。结果表明颗粒冲击工作边的冲蚀行为主要有刮擦-滑动、碰撞-滑动、悬浮-翻转以及边碰行为;1.05 MPa下,边碰行为颗粒的最大速度可达40.41 m/s,冲击能最高,且反弹速度最小仅4.59 m/s,对工作边产生的冲蚀破坏最大;1.2 MPa颗粒冲击比与边碰率比0.9 MPa和1.05 MPa更高,分别为46%和7%;冲击比和边碰率随粒径增大而增加;低黏度油液的冲击比和边碰率大于高黏度油液,黏度为0.01634 Pas时分别可达94%和17%。研究结果对揭示液压伺服滑阀冲蚀破坏机理及抗冲蚀设计具有重要意义。

针对目前液压油压力反馈式负载敏感系统响应速度慢、精度低,以及山地农机作业时的适应性问题,设计了一套电控负载敏感山地农机行走装置液压系统。在分析所设计系统工作原理基础上,采用AMESim搭建其仿真模型,研究其在启动、匀速、停止、爬坡、转向等作业工况以及流量饱和工况下的工作特性。通过仿真可知,所设计的电控负载敏感山地农机行走装置系统能按照各种工况要求实现指定动作,且系统中液压马达转速仅与对应的多路阀阀口开度有关,与所受外负载无关,系统运行稳定、操作性强。当系统出现流量饱和工况时,泵输出的流量会根据液压马达对应多路阀阀口开度等比例分配流量,使各个机构可以独立工作、互不干扰。所设计的电控负载敏感系统能够满足山地农机行走装置各种工作需求。

光热电站熔盐泵转子系统由于其自身结构及外部载荷激励,在极端运行工况下难以维持运行稳定性。针对该问题建立有限元模型,分析了温度载荷、流场力载荷、离心力载荷等对熔盐泵转子的应力变形规律;设置4种不同轴段长度的转子模型,分析不同转子模态振型、固有频率以及临界转速等动力学特性。研究发现转子结构中最大等效应力出现在首级叶轮叶片进口与前盖板交界处,最大变形出现在首级叶轮前盖板尾缘处,流场载荷与质量力载荷使应力与变形在叶轮上大致呈现中心对称分布,温度载荷使得叶轮产生较大的形变;对首级叶轮进行强度校核后,所选材料满足结构强度要求。模型转子的固有频率随中间轴段长度的增加而降低,湿态转子模型的固有频率略低于干态固有频率;其他转子的一阶临界转速均小于转子的设计转速,只有A9转子的临界转速满足±10%安全...

调节阀广泛应用于工业自动化领域,用于精确控制流体的流量、压力、温度等参数。应用于可重复使用液氧/甲烷发动机推力调节系统的推力调节阀,为浮动阀座矩形窗口球阀,通过控制进入燃气发生器的甲烷及液氧流量来调节涡轮泵的功率,从而实现推力调节。首先对调节阀的流量特性进行理论建模。通过参数化分析调节阀阀座和阀芯的流通特性,提出了一种理论模型来预测阀的流量系数。采用CFD仿真和实验测定方法验证理论模型,并对比理论值、仿真值和测量值。结果表明,理论模型能较好地预测中等开度下的流量系数,但在极小和极大开度下存在偏差。最后指出了进一步研究和改进的方向,以提高模型在极端开度下的准确性。

为满足当前水下作业任务的需求,促进水下作业技术装备的发展,基于水压人工肌肉的拮抗驱动原理,通过对模块化人工肌肉关节的结构优化设计和组合,模仿肩肱关节搭建了一种串联式三自由度机械关节系统。首先介绍了该系统的整体设计及工作原理;其次分析了模块化人工肌肉关节驱动特性并建立了模块化人工肌肉关节的AMESim仿真模型;最后搭建了系统试验平台,并基于LabVIEW测控平台,采集了关节各自由度在人工肌肉±2 MPa的充水压差下对应的转角范围。

针对特种车辆支腿液压系统故障信号的复杂性、特征混叠等问题,提出一种基于自注意力池化图神经网络的车辆支腿液压系统故障诊断方法,并介绍了车辆支腿的常见故障模式和失效机理。将故障信号转换为2D特征图表示,并提出一种改进的3D结构的特征图。以故障特征图作为输入,将图卷积与自注意池化相结合进行特征提取,通过全连接层对提取的特征进行分类识别。结果表明与2D特征图相比,所提3D特征图提高了模型2%~3%的诊断精度;与原来的池化方法相比,加入自注意力机制的图神经网络在支腿故障数据集上准确率提高了7%~8%,表现出了较高的诊断精度和稳定性,为液压系统故障诊断提供了方法参考。

空气弹簧隔振器被广泛用于精密仪器和生产设备隔振,其刚度-重力平衡点位置关系,即刚度特性是分析其与其他新兴隔振技术相互作用的重要依据。依据理想气体状态方程建立了某型空气弹簧隔振器样机的垂向刚度特性模型。综合整机振动实验结果与密封橡胶膜的刚度特性测量结果,间接测量了实物样机中空气弹簧的刚度特性。基于实验数据修正了模型,采用幂多项式拟合了气室体积-重力平衡点位置改变量的非线性曲线。减少了模型的刚度计算误差,为后续技术改造奠定了基础。

微位移执行器是实现高精度控制的关键装置,广泛应用于精密伺服系统、芯片生产以及超精密加工领域。针对传统微位移执行器结构复杂、输出力小、行程短等问题,提出基于帕斯卡原理的膜片式液压微位移执行器。首先,建立了复合载荷下执行器的力学模型,并采用逐次修正法推导了应力-应变的迭代求解式。其次,研究了执行器关键参数对执行器行程和应力的影响规律。在此基础上,建立了以材料强度和设计行程为约束的膜片式液压执行器的优化设计流程。最后,通过有限元仿真验证了执行器的驱动压力-位移特性、行程及负载能力。结果表明,执行器表现出良好的驱动压力-位移线性关系,此外其40μm/mm的伸长率远优于压电陶瓷。在4 MPa的驱动压力下,执行器可实现1 mm的行程,并提供最大10790 N的输出力,即使在外负载为5395 N时仍能保持0.5 mm的行程。

接触面加工误差是影响航空齿轮泵性能的敏感因素,有必要研究接触面尺寸公差对航空齿轮泵外特性的影响规律。选取泵体内部3种主要接触面(泵腔内表面、齿顶面和齿面),分别建立存在尺寸公差的实际模型,并与无公差的理想模型进行对比。利用RNG k-ε湍流模型三维瞬态流场数值模拟,推导出基于公差的径向泄漏量数学模型,揭示不同接触面公差对泵外特性的影响规律。研究表明接触面公差降低了容积效率,缓解了流量脉动与压力脉动,使得相邻腔室间压力梯度下降;其中齿面公差对泵的流量、压力特性最为敏感。齿面公差的存在使得容积效率、瞬时流量算术平均偏差及瞬时压力算术平均偏差分别下降4.7%、31.8%和39.3%。此外,齿面公差有效缓解困油区压力和减少齿轮激励力,而齿顶与泵腔接触面公差对其影响不大。