外啮合齿轮马达工作时产生的压力流量脉动是马达工作噪声的主要来源,而研究马达降噪的一个方法是利用齿轮马达模型分析优化齿廓曲线与齿轮啮合容积的动态关系。目前研究中的模型一般采用标准的渐开线或摆线进行仿真,而未体现齿廓曲线由于变位和加工误差对齿轮啮合容积的动态特性的影响。提出一种采用激光位移传感器对外啮合齿轮马达齿廓进行非接触测量的方法,搭建了齿形测试装置并采用MATLAB/C语言建立实际齿廓曲线,从而得到轮齿的齿形信息。试验结果对比了实际与理论马达齿轮齿廓,实现了齿廓测量,并提出改进齿轮马达非接触测量精度的方法。

为了揭示微小齿轮泵的几何参数与其工作性能之间的关系,利用Fluent动网格技术,对汽车尾气处理装置中微小齿轮泵进行二维数值模拟分析,探究顶隙、齿轮齿数等几何参数对微小齿轮泵流量和精度的影响规律。结果表明,在其他条件相同时,随着顶隙增大,平均流量逐渐变小,流量脉动率逐渐增大,顶隙由0.02 mm变化为0.3 mm时,平均流量减小约33%,流量脉动率增大约18%,精度降低;随着齿轮齿数增大,流量和流量脉动率均减小,齿轮齿数由14增大到28时,平均流量减小约54%,流量脉动率减小约95%,精度逐渐提高,齿轮齿数对流量脉动率的影响幅度明显高于对流量的影响效果。

防爆柴油机在高瓦斯、低通风效率的工作环境下具有较强的适应能力,是工业生产中重要的内燃机设备。根据喷油动量方程建立油腔喷射模型,引入喷油效率参数,通过试验方法得出不同喷嘴孔与进油口间距下的捕捉率。试验中设定油压范围0.25~0.45MPa,喷油温度范围60~90℃,采用单因素试验法得出临界孔口间距随温度、压力的变化规律。试验结果表明,随着喷油压力或喷油温度的增大,油喷扩散角增大,临界孔口间距减小,油束发散性更为显著,为防爆柴油机的结构优化设计提供了重要依据。

插装式溢流阀被广泛的应用在挖掘机等工程机械中,经常需要面对高压大流速的工况,再加上其通常被安装在具有凹腔的流道结构中,很容易产生流体自激振荡现象,针对这种现象进行了仿真研究。首先对插装阀阀口凹腔建立简化的几何结构,划分局部加密的网格,然后使用RNG模式的k-e模型和Cupled算法对插装阀阀口流动进行可压缩的、流动-压力耦合的仿真,对插装阀阀口流动特性进行研究。对仿真结果进行后处理,发现在125 m/s的流速环境中,有漩涡从凹腔前壁周期性地脱落,通过漩涡脱落频率估算自激振荡主频,与Rossiter半经验频率公式预测值进行对比,仿真结果与预测值基本一致。同时通过在凹腔底部设置监测器监测压力信号,发现腔底存在伴随涡流发生的压力脉动现象,腔底压力波动频率与估算的自激振荡主频非常接近,在一定程度上说明流体自激振荡导致的凹腔...

为了抑制油液减振器气穴现象的产生,分析了减振器复原和压缩过程中气穴的生成过程。基于CFD数值方法,建立了较高精度的减振器三维流体模型和流体网格模型,在Fluent流体软件中进行了仿真分析,获得了油液减振器气穴产生的具体位置和分布情况,分析研究了不同温度对气穴产生的影响,并进行了试验验证。结果表明:气穴现象主要分布于减振器节流阀片周围,随着活塞速度的增大,气穴现象更加明显;其他因素不变,油液的温度越低,气穴现象更加严重。此方法为降低油液减振器异常振动噪声提供了一定的参考价值。

数字阀的工作原理是驱动机构直接驱动阀芯运动,其动态性能由驱动机构决定,其中驱动机构集成了伺服电机和滚珠丝杠。由于集成了滚珠丝杠,一定程度上增加了驱动机构的转动惯量,进而影响了驱动机构的动态响应。区别于传统PI控制,引入了一种新型的二阶线性跟踪微分器,它在传统线性跟踪微分器的基础上进行了简化,在保证其动态效果的基础上降低了多参数调节的难度,实验结果表明,这种控制方法很好的解决了传统PI快速性和超调之间的矛盾。

伺服机构是控制系统中关键的控制执行机构,其组成较为复杂且成本较高,测试试验时流程繁琐,不利于重复测试。提出一种用于仿真的伺服机构模拟装置,主要用于替代价格较为昂贵且工作寿命有限的真实伺服系统,可模拟伺服系统极限工作状态和特性变化范围,重点对实现该模拟装置的仿真模型进行分析论述。伺服机构模拟装置由一台伺服控制器和一套主要以NI公司硬件为基础的PXI总线控制器作为硬件平台,其中,PXI总线控制器用于模拟真实伺服系统其他硬件特性和负载特性。伺服系统的系统仿真模型主要包括控制算法模块、执行机构模块、能源模块、负载模块,其中,控制算法模块运行于伺服控制器中,执行机构模块、能源模块、负载模块运行于PXI总线实时测控系统中。通过开发的模拟装置各部分软件对控制器及其硬件板卡进行各种操作,以满足系统的需求...

为研究硅流体芯片的特性,通过多物理场仿真得到了芯片输入电压与中间层杠杆机构输出位移之间的近似传递函数,结合AMESim软件进行了气路仿真研究。将气路仿真结果与实验结果进行对比,验证了仿真的有效性。利用气路仿真模型分析了静态增益和时间常数对双芯片结构阶跃响应及滞回特性的影响。使用多物理场仿真模型着重探讨了几何参数对V型电热微致动器的影响。仿真结果表明:致动器输出位移的大小主要与筋的倾角、跨长、对数有关,几何参数的改变对静态增益影响明显,时间常数主要与跨长有关。

针对农机的电液伺服转向系统,为了克服转向力对系统的影响,提高在各种路况下的跟踪精度,设计了一种基于负载力观测器的前馈和最优状态反馈控制复合控制策略。先采用Luenberger观测器对负载力进行在线估计,然后用线性二次型调节器(LQR)得到系统线性最优反馈控制律,最后把观测到的负载力前馈到系统输入来消除负载力的影响,提高伺服系统精度。仿真和试验结果表明,所设计的负载力观测器能迅速地跟踪实际值,基于观测器的前馈和最优状态反馈复合控制策略具有较高的跟踪精度和抗负载干扰能力。

水下攻千斤作业是沉船打捞的关键环节。设计一种基于非开挖钻进的水下攻千斤电液驱动系统,对钻进过程的钻进及旋转负载进行研究,分析钻头承受的切削阻力、海底泥压力、冷却液作用力以及钻杆受到的摩擦阻力的影响,并基于压力流量复合控制提出了水下非开挖钻进电液驱动系统,采用比例溢流阀控制液压马达两腔压力,采用比例换向阀控制进入液压马达的流量。采用AMESim软件对水下非开挖钻进电液驱动系统进行仿真分析,结果表明,其基本能够实现在不同海底地质条件下恒压连续钻进,保证沉船打捞水下攻千斤作业的顺利进行。