冲压件作为一种大批量零部件在机械行业制造中起到非常重要的作用,针对一些特殊零部件的冲压,采用3个同步气液缸来完成对冲压件三边的定心柔性冲压,为了进一步提高冲压装置的冲压精度和柔性化,设计一种串联气液缸与机械刚性连接相结合的控制系统。通过AMESim仿真软件的分析以及实验验证,有效减少了三边同步误差的时间,确保零件冲压时的三边同步误差控制在允许误差范围内,能够冲压多种规格的零部件,具有结构简单、成本低、操作维护简便的特点,实现了零部件三边定心冲压的高精度化,有效减少不合格品的产生,提高了生产效率。

针对某半潜式风机平台,采用锚链和聚酯纤维绳分段连接形成张紧式系泊系统,建立环境载荷数学模型及环境载荷作用下的平台及系泊系统动力学方程。通过Simulink集总参数计算与AQWA数值仿真2种方式,对比分析风载荷阶跃输入、浪载荷正弦输入作用下平台的响应特性。结果表明,Simulink集总模型计算结果与AQWA数值仿真结果较为吻合,这在一定程度上说明了集总参数建模方法的合理性。研究发现,在风阶跃输入作用下平台主要表现出横荡、垂荡、横摇3个自由度方向的响应,其中横荡稳定时间较短,但偏移量相对较大,而垂荡和横摇的稳定时间较长且基本一致;在浪正弦输入作用下平台同样主要表现出横荡、垂荡、横摇3个自由度方向的响应,此时横荡幅值相比垂荡同样较大。横荡位移与振幅较大的原因在于采用了张紧式系泊的半潜式平台设计,进一步约束该自由度是...

为解决2种典型液压制动钳体的疲劳断裂问题,借助扫描电镜对裂纹类型及裂纹产生的起始位置进行了分析,通过有限元方法证明了疲劳破坏区域存在的设计缺陷,结合钳体断裂位置的实际加工尺寸,提出结构改进方法并通过了试验验证,为类似产品的设计提供了参考。阐述了在没有材料疲劳数据的情况下,计算疲劳利用系数的方法及钳体疲劳试验工况设置的依据。分析了网格尺寸、载荷形式、连接方式的差异对有限元计算结果的影响,证明了简化建模方法的有效性,可用于结构中非接触部位的受力分析。

民机发动机正常工作时产生的功能振动载荷严重影响了该区域液压管路的安全性能和使用寿命,是民机液压管路设计重点考虑问题之一。针对ARJ21-700民机发动机区域某根液压管路,对其进行功能振动载荷作用下的动力学响应分析。基于传递矩阵法,建立液压管路动力学数学模型;采用ABAQUS有限元软件建立液压管路有限元模型,对其进行模态分析和在功能振动载荷作用下的振动响应分析,得到管路固有频率和应力响应规律;对管路危险部位疲劳寿命进行预估。最后,通过理论计算、仿真分析和试验,验证了液压管路动力学数学模型和有限元模型的正确性,研究结果为民机发动机区域液压管路设计及优化提供了理论参考。

为了找寻负载口独立控制系统的极限节能边界,并明晰其节能机理,建立传统阀控系统和负载口独立控制系统的静态效率与静态能耗模型,利用归一化处理使模型转化为无量纲形式。选取与传统阀控系统可比拟的2种工况,即同泵源压力和同阀口开度,在负载口独立控制系统处于节能极限时(出油阀口全开)进行对比。仿真分析不同工况下2种系统的静态效率与能耗对比情况,并绘制效率分布谱获取全工况下效率分布对比情况。结果表明:同泵源压力下,负载口独立控制系统最多能提升阀控液压系统效率约5.7%,降低能耗约22.7%;同阀口开度下,负载口独立控制系统最多能提升阀控液压系统效率约19.4%,降低能耗约53%。负载口独立控制系统能够降低阀口节流损耗,进而降低阀控液压系统能耗。

车辆液压系统在工作过程中会受到车体振动与泵源液压脉动双重激励的影响,对压力波的传递及管网的振动产生重要影响。针对车辆液压系统泵源激励和车辆机体激励产生的振动进行分析,研究多源激励下管路的振动规律及压力波的传递规律。首先对泵源与机体共同激励下管路振动的计算方法进行了分析,将流体域动力学方程与固体域动力学方程进行组合,建立了流固耦合的总体动力学方程,然后对方程进行离散求解。基于理论推导,采用数值模拟的方法对液压管路的振动进行了分析,研究发现,液压系统在泵源谐波激励下的振动响应表现为宽频域的强迫振动,其谐波频率与泵源流体压力脉动频率保持一致,当泵源产生的压力脉动频率与液压管路的固有频率接近时,会激起管路结构大幅度共振响应。

提出了一种柔性闭环反馈式数字液压缸系统。该系统采用一种基于摩擦轮柔性连接方式进行反馈控制,通过步进脉冲信号驱动阀芯轴向移动,打开进出油口,推动活塞杆移动,并带动摩擦轮转动,通过与摩擦轮相连接锥齿轮传动将活塞杆运动传递给反馈螺母,进而控制阀芯反向移动,闭合进出油口。该系统通过阀芯的轴向移动距离来控制液压缸的输入流量及活塞杆行程;通过摩擦轮直径大小和对活塞杆正压力以及锥齿轮模数来控制反馈系统的灵敏度和反馈精度;通过摩擦传动避免刚性连接件的机械冲击,减缓构件机械磨损及污染油液,从而提高系统可靠性,并对数字液压缸系统建立数学模型,推导传递函数,运用AMESim仿真软件分析系统的可行性、稳定性以及在不同情况下的动态特性。

研究阐述了透气阀结构及工作原理,并以DN200型高速透气阀为例,设计了透气阀实验使用系统及实验方法、步骤,揭示了透气阀的压力-流量特性。研究结果表明:正压阀开启压力为14.1 kPa,正压阀关闭压力为10.0 kPa;真空阀开启压力为-3.5 kPa,真空阀关闭压力为-2.6 kPa。正压阀瞬间的排气速度高达42 m/s,符合各船级社规范、SOLAS公约和IMO规则对应的章程条款要求。同时发现:透气阀设定压力通常设定正压阀为14.1~21.4 kPa、真空阀为-3.5~-7.01 kPa范围内,在规定值内即阀瓣起跳。

针对采用传统经验方法设计的空压机活塞存在材料浪费、笨重、寿命无法预期等问题,提出了采用有限元设计方法。应用到空压机有限寿命活塞设计当中,实现了空压机活塞材料、结构、寿命的优化设计。主要通过对空压机活塞功能的分析及边界条件的界定,完成活塞外部受力、静应力、热应力以及寿命的计算,并采用误差评估方法对计算结果进行评估,最后对空压机有限寿命活塞进行试验测试,验证了该方法的有效性和准确性。研究结果表明:采用有限元设计方法设计的空压机活塞解决了传统经验设计带来的笨重问题,还能对活塞的寿命进行计算、预测。应用有限元预测出活塞的寿命,即可以为空压机制定维护保养计划提供更准确的依据,又可以精确确定空压机维修周期,这对提高空压机的工作可靠性和耐久性具有极其重要的意义。

为了减小导弹高超音速飞行时,其折叠式舵面在严酷的风载条件下展开到位时的冲击,设计了一种主动阻尼式内缩型燃气作动器,并研制了原理样机。在对作动器的结构、工作原理进行介绍的基础上,设计了其主要零部件并进行了有限元分析。确定了舵面风载荷模拟加载的方法并搭建了地面模拟加载实验系统。建立了作动器工作过程的数学模型和仿真模型,并利用MATLAB/Simulink进行了仿真分析,获得了作动器的主要技术参数,进行了地面模拟加载实验验证,结果表明:在顺风载荷条件下,作动器的活塞拉杆先加速运动,然后减速运动,最后以较小的速度运动到位,因此作动器具有良好的负载自适应能力。实验结果与仿真结果基本一致,可为后续工程应用提供参考。