为提高压电泵的输出性能,设计了一种层叠型四腔并联有阀压电泵。在80 V正弦交流电驱动下,40~400 Hz工作频率内,以水和空气作为介质,分别选用不同数量的压电振子进行驱动,在不同的驱动方式(指振子间工作时的相位差)下对泵的输出性能进行试验测试。结果显示,当泵送空气时,不管多少个振子进行驱动,驱动方式对泵的输出流量几乎不产生任何影响,在测试频率范围内,输出流量随频率成线性变化,最大输出气体流量可达3600 mL/min;当泵送液体时,驱动方式对泵的输出流量影响很大,当同侧的压电振子为异步驱动时,输出流量的效果更好,在工作频率180 Hz时,最大输出液体流量可达830 mL/min。试验结果为多振子驱动压电泵选择合适的振子间驱动方式提供了参考依据。

随着我国基础建设需求的飞速增长和施工要求的不断提高,挖掘机的自动化和智能化成为一个必然趋势。由于挖掘机工况复杂、传感器可靠性不足等原因,目前市场上的挖掘机多为开环控制系统,不具备智能化挖掘机的技术前提。因此,实现挖掘机闭环控制是目前迫切的发展需求和重要的技术基础。研究介绍了挖掘机的工况特点以及与其他行业的不同点;结合挖掘机电液控制系统的特性,深入分析挖掘机闭环控制的难点和原因,并介绍挖掘机闭环控制相关技术的发展现状;最后阐述挖掘机未来技术的发展趋势。

为了提高采煤工作面液压支架推移拉架准确度,降低空化现象对控制滑阀性能的影响,采用Pumplinx建立了不同节流槽形式下滑阀内部流体域动态模型。仿真分析了不同节流槽形式滑阀在不同开度时,压力场和空化分布以及气体体积分数的变化趋势。结果表明:不同节流槽形式对滑阀内部的压力分布和空化分布具有不同的影响;气体体积分数随着阀口开度的增大,呈现先稳定波动然后陡增最后在阀口完全开放后迅速降低的现象;交错分布形节流槽空化剧烈起始位置为4.5 mm,最大气体体积分数约为0.12,相较于其他槽形明显降低。

对离心风机叶片进行打孔处理,分析叶片打孔位置对风机噪声的影响。首先在稳态流场的计算结果上加载宽频噪声模型,得到不同工况下离心风机蜗壳和叶片上噪声分布情况,然后在瞬态分析的基础上加载FW-H噪声模块,利用LES/FW-H匹配技术分析叶片打孔对离心风机的气动噪声特性及声压级的影响。研究结果表明:离心风机结构表面声压主要集中在集流器、蜗舌和叶轮处,随着转速的增加,最大声压级也相应升高,趋势为先加快后减缓;离心风机气动噪声的频率主要集中在低中频段,且降低速度较快,在高频段则趋于平稳。与风机原模型相比,叶轮前端和中间打孔能够有效地降低噪声,噪声分别下降了4 dB和1 dB,后端打孔则会导致噪声升高。

液压摆动缸作为水下机械臂的核心部件之一,是机械臂的重要执行与能量转换机构。目前的液压摆动缸主要依靠油压驱动,存在与海洋环境不相容和易发生腐蚀磨损失效等诸多问题,因此提出了一种以水作为传动介质的液压摆动缸。研究了水压摆动缸关键部位的密封形式,并建立高速开关阀控摆动缸AMESim模型,分析了批处理的单参数对阀控缸系统跟随特性的影响;然后利用AMESim和Simulink联合仿真技术,建立了联合仿真模型。通过联合仿真解决了传统MATLAB仿真中难以建立精确数学模型的问题,加入PID控制器,使得系统响应速度加快,超调减小,抗干扰能力提高,跟随性能提高。

飞机由各个部件组装成为一个整体,在各个连接部位彼此气流互相干扰,会导致干扰阻力增加,严重影响飞机大迎角下的气动性能,因此,优化连接部位几何参数匹配对减小干扰阻力及改善飞机大迎角流动具有重要的工程应用价值。以某一特定飞机的机翼-机身的连接部位着陆构型为研究对象,采用数值模拟的方法,从连接部位的前缘、展向中段及后段3个方面开展几何参数优化匹配。结果表明:合适的前缘相对厚度、前缘后掠角和前缘整流长度、展向中段整流长度及后段翼根型面曲率能够有效地改善连接部位的气流分离,减小了干扰阻力,改善了升力特性和升阻力特性。

传统水液压节流阀阀口形式多为球阀式和锥阀式,具有良好的阀口密封性,但其存在着流量分辨率低和阀口特性线性度差等缺点。设计了一种新的非全周开口滑阀阀芯,其阀口形式由该非全周开口滑阀阀芯和空心圆柱阀套构成,具有阀芯行程大的特点。该研究进行了CFD仿真分析,结果显示,非全周开口的阀口形式保证了高线性度的阀口特性,阀芯行程的增大提高了阀口的流量分辨率,该阀口形式能够适应水液压传动系统高精度控制的应用需求。

针对目前支架液压系统故障诊断中获取故障数据较难等问题,提出了一种基于故障模拟仿真的支架液压系统故障诊断方法。在分析支架液压系统工作原理和常见故障的基础上,利用AMESim软件对其常见故障工况进行模拟仿真并采集样本数据,采用BP神经网络的故障诊断算法通过MATLAB软件进行故障仿真训练和诊断测试。结果表明,该方法具有较高准确性和可靠性,达到了预期目标,可用于支架液压系统的故障诊断,并为进一步开展支架液压系统智能故障诊断和健康监测奠定了研究基础。

为提高正弦振动模拟试验的控制精度,针对电液振动台受不确定干扰力影响的问题,以单轴电液振动台作为控制对象,使用滑模控制抑制不确定干扰力对正弦振动控制精度的影响,同时加入最小控制综合(Minimal Control Synthesis,MCS)算法补偿系统在考虑伺服阀动态后滑模控制器的不足,结合三状态控制实现加速度控制。通过MATLAB/Simulink建立控制策略仿真模型进行仿真分析。结果表明:该复合控制策略可以有效抑制干扰力影响并且提高正弦振动控制精度。

车辆液压系统脉动式流量输出会造成管路的疲劳破坏。脉动衰减器作为输流管路的辅助部件,在压力吸收方面起重要作用。建立了脉动衰减器的数学模型,根据实际情况确立了脉动衰减器的参数,进行数值模拟,分析了无脉动衰减器时管路的压力波动情况;通过实验测量了脉动衰减器前后管路的压力波动变化情况。研究证明所设计脉动衰减器能够有效降低管路压力脉动,且对宽频域压力波动均有明显抑制效果,为液压系统管路波动抑制提供了方法支撑。