在高压工况下,轴向柱塞泵易产生较大的噪声,其主要成分为流体噪声。提出使用计算声学的方法,对轴向柱塞泵的流致噪声进行仿真模拟。首先,归纳了柱塞泵流体噪声的产生机理与传递路径。然后,构建了柱塞泵的声学仿真模型,对其进行数值模拟。最后,分析了柱塞泵的噪声、振动仿真结果,并通过试验加以验证。结果表明轴向柱塞泵的流体噪声从内向外逐步传递,并作为激励源,引发内部零件与泵体的振动,进而产生辐射噪声;仿真结果与试验结果误差小于6%,仿真的准确度较高。

针对一种具有非对称喷嘴挡板结构的压力伺服阀(简称非对称压力阀),建立其数学模型及MATLAB/Simulink仿真模型,分析了整阀的静动态性能,并研究了非对称结构的设计原则。结果表明该阀为带死区的单向正增益压力伺服阀,其输出压力高、线性度好、动态响应快;喷嘴腔压力和输出压力交叉点与静态性能指标具有唯一的映射关系,可利用交叉点位置来判断伺服阀性能是否达到工作要求;阀芯端面面积非对称是前置级非对称的来源,为了保证非对称压力阀的零位稳定性和性能要求,需将前置级设为非对称形式,其固定节流孔液阻系数比大于喷嘴孔液阻系数比,而喷挡间隙的非对称有利于减小喷嘴结构参数的影响,便于伺服阀的尺寸设计和调试;最后通过实验验证了数学模型的准确性。建立的数学模型及仿真模型可为压力伺服阀的结构设计及优化提供依据。

针对高转速轴配流中旋转径向小孔出流流量系数开展了实验研究。研究中涉及到两种流动方向,即自旋转缸体中心流过径向小孔向外离心运动称为正向流动,反之则为反向流动。结果表明旋转小孔出流流量系数同时显著地受离心力和科氏力的影响;因离心力的赋能作用,正向流动时流量系数随转速的增加而变大,反向流动时离心力对小孔内流动有抑制作用,使流量系数随转速的增加而变小;两个方向的科氏力综合效果使正向流动流量系数随出流雷诺数增加而变小,反向流动流量系数随出流雷诺数的增加而变大;当出流雷诺数足够大时,两种流动方向、不同孔型的流量系数各自都有一个稳定值;各种孔型的正向流动流量系数稳定值分布均在0.65~0.80范围内。

针对线控制动液压电磁阀测试中使用制动液会产生难以清洁、腐蚀性强等问题,采用压缩空气作为检测介质进行气检可有效地解决这一问题。此时,电磁阀液检和气检动态响应时间合格限之间的关系成为研究重点。因此,根据电磁阀的结构参数,利用ANSYS软件对电磁阀流场进行分析,计算获得流体力参数。然后,利用MATLAB/Simulink软件构建电磁阀仿真模型,从而获得电磁阀液检响应时间与气检响应时间之间关系式。最后,设计电磁阀液压测试系统和气压测试系统,对液检和气检动态响应时间合格限进行测试。结果显示当电磁阀液检合格限为3.50 ms时,测试得到气检合格限实际值为3.33 ms,计算得到其理论值为3.125 ms,相对误差6.16%,验证了模型的准确性,对电磁阀气代液检测研究具有指导意义。

针对液电混驱回转装置制动能量高效回收与利用问题,提出基于电机转速控制模式与转矩控制模式的控制方式。首先,对液电混驱回转系统进行理论与原理分析;之后,在AMESim中对该系统进行了仿真分析,并为后续实验提供参考;最后,通过实验对比分析了转矩模式与转速模式差别。结果表明转矩模式相对于转速模式运行过程更平稳,功率无波动;转速模式更有效利用蓄能器能量,相对于传统挖掘机节省48.4%,比转矩模式节省42%;转矩模式超调量比转速模式大8%,整体上转速模式优于转矩模式。

对于气动伺服系统而言,活塞的运动、参数时变以及建模的不确定都进一步增加了高精度位置控制的难度。针对气动3-UPU机器人系统建立三阶数学模型,为控制算法提供参考模型;提出基于自抗扰(Auto-disturbance Rejection Controller, ADRC)的高精度位姿控制算法,以非线性PID为基础,结合跟踪微分器安排快速且平稳的过渡过程,将气缸内泄漏流量作为扰动设计扩张状态观测器,构建适用于高精度气动3-UPU机器人的ADRC控制器。结果表明自抗扰控制器具有较强的鲁棒性,稳态控制精度约为0.45 mm, 0.2 Hz时动态跟踪均方误差小于10.0 mm。

文章通过分析调速阀的结构和工作原理,将其中减压阀的功能与定差减压阀进行比较,指出调速阀中减压阀与定差减压阀是有差异的,调速阀中的减压阀应属于一种用于压力反馈(压力补偿)的减压阀而非定差减压阀,从而纠正了传统教科书中对调速阀组成部分的不正确阐述。

针对研究树莓采摘机闭式静液压行走系统设计方案,对国内树莓采摘机的发展现状以及液压行走系统在工程机械上的应用进行了研究,并结合树莓产业园的实际工况,进行方案的初步确定。分析了树莓采摘机的主要技术参数,进行液压元件的计算和选型,通过AMESim仿真分析液压泵在不同斜盘倾角下的流量—压力特性,提出了一种树莓采摘机闭式静液压行走系统方案。最后进行样机的试制与速度测试,验证方案设计的稳定性、可行性,以期为相关机械产品的设计提供技术参考。

设计了一种新型多级压力源装载机液压系统，介绍了该系统的节能原理和研究现状。利用AMESim和MATLAB/Simulink软件搭建了该新型装载机转向和工作装置液压系统的数学模型，并对其控制系统进行了设计和研究。将装载机典型工况下的外负载作为系统输入，联合仿真后发现系统压力切换及负载变化时有压力冲击、切换过于频繁等问题。通过在换向阀阀口进行压力补偿、方向阀切换平缓过渡及信号滤波处理等方法，使系统的压力波动、速度波动、压力等级切换频繁等问题有较大改善。

在分析隧道施工多功能铺设台车液压系统工作原理的基础上,利用AMESim软件建立液压系统仿真模型并进行动态仿真分析,得到不同压力及负载条件下液压缸工作时的流量、压力、位移特性曲线,验证了模型的正确性。同时,通过对仿真模型注入各种典型故障来模拟系统的响应情况,判别系统异常表现与元件故障间的内在联系,提炼出各故障的特征指标,为施工现场液压系统的故障诊断与快速检测处置提供指导,为液压系统状态评估及预测提供参考。