为了分析高速列车齿轮箱转子旋转造成的离心变形和热膨胀变形对迷宫密封性能的影响,建立齿轮箱直通式迷宫密封计算模型,在研究离心变形和热膨胀变形造成密封系统转子结构变形的基础上,基于Euler-Euler两相流模型,给出结构变形与泄漏量的关系曲线。研究结果表明:转子旋转离心变形和热膨胀变形减小了迷宫密封间隙,热膨胀变形高于转子旋转离心变形一个量级;工程应用中,低转速小半径转子结构可以忽略离心变形,但需要考虑转子的热膨胀变形。

喷水推进具有噪声低、空泡性能好、易于矢量调节等优点,已成为水下机器人(ROV)推进技术的研究热点。喷水推进依靠喷嘴将泵产生的压力能转化为高压水动能,产生的反推力是压力和黏性阻力作用在高压腔以及喷嘴上的综合效果,该反推力的大小是推进性能研究的重点。对几种不同形状和参数的喷嘴反推力进行仿真和试验对比。采用Fluent软件对喷嘴进行流场内部仿真,并且通过后处理文件计算出喷嘴的反推力大小。现有测量喷嘴反推力的相关试验装置与实际工况存在较大差异,根据螺旋桨系柱推力试验方法,提出并设计一种新的喷嘴反推力测试装置。该试验装置动力由岸基高压海水泵源供给,通过溢流阀调节喷嘴入口压力,喷嘴固定在ROV框架上,利用拉力传感器测量ROV框架在喷嘴射流驱动下的系柱拖力,进而得到喷嘴射流反推力与输入压力的关系。该试验装置...

以水压三用阀阀芯为研究对象,通过在阀芯表面加工微造型以改善其润滑和抗磨性能。采用CFD方法建立阀芯微造型的动压润滑模型,研究阀芯表面的压力分布和承载力特性,然后选择L27(35)交互试验表,开展动压承载力的交互试验分析,研究分析液膜厚度、微造型深度、半径、形貌、阀芯移动速度以及液膜厚度与微造型深度、半径之间的交互作用对阀芯承载力的影响,并确定最优模型。结果表明:在阀芯表面设置微造型能够在阀芯与阀套之间产生承载力,各因素中对液膜承载力的影响由强至弱依次是液膜厚度、阀芯移动速度、微造型半径、形貌以及深度,最终分析得到的最优模型A3B3C3D1E3,比方案中的最大承载力提高了14.5%。

以电液伺服闭式泵控系统为研究对象,提高其位置控制精度及响应速度为目标,提出电液伺服闭式泵控系统位置前馈补偿控制算法。首先,对电液伺服闭式泵控系统数学模型进行推导,得出位置控制系统传递函数;其次,推导位置控制前馈补偿控制器,该控制器可依据系统运动轨迹变化实时补偿定量泵转速,实现系统高精度位置输出;最后,在电液伺服闭式泵控实验平台上,对系统的位置控制性能进行试验研究并给出定量分析。实验结果表明:前馈补偿控制器可大幅提高系统位置控制性能。研究成果将为电液伺服闭式泵控系统高精度位置控制奠定基础,对泵控技术的工程推广具有积极的意义。

传统浓度梯度生成方法具有效率低、梯度不够精确、稳定性差等不足,微流控芯片因其特征尺寸小、反应快、精度高和易操控等优点,被广泛用于微流体浓度梯度生成。微流控芯片的通道结构与进样条件对浓度梯度的生成具有重要影响。基于自相似分形理论,开发了三入口单级分形微流控浓度梯度芯片。建立基于有限元的多物理场耦合模型,通过归一化流量矩阵与浓度矩阵的耦合设置,得到呈偏态分布与正态分布的浓度梯度分布规律。以红色染料与去离子水为样本进行实验,结果与数值模拟吻合较好,验证了芯片设计的科学性与有效性。

电子稳定控制系统(ESC)是提高汽车行驶稳定性和主动安全性的关键装置,旨在提高ESC液压系统的控制精度,对其核心部件先导式电磁开关阀的相关特性进行深入研究。建立了先导式电磁开关阀多场耦合的数学模型,包括机械模型、电磁场模型、液动力模型和热力场模型;分析了气隙、电流、温度等因素对电磁力的影响,并通过试验验证了理论模型的正确性。结果表明:电磁力随气隙和温度分别呈非线性变化,一定范围内,随电流呈线性关系;当气隙超过0.8mm时,电磁力几乎不随气隙变化,呈现比例电磁铁的特性。另外,在试验中得到了先导阀两端压差对电流、压力、流量响应的影响。

容积式流量计计量精度高,受环境影响较小,在航天船舶、化学工程、机电一体化等领域得到了广泛的应用。依据容积式流量计不同的内部转子结构,将其分为齿轮式、活塞式、刮板式和其他样式,并分别描述了各类容积式流量计的计量原理以及优缺点。在此基础上,总结了近十年来国内外研究人员对容积式流量计的研究成果,并针对不同样式流量计各自的缺陷列举了的。,针对容积式流量计可能的发展方向进行了探讨。

电磁开关阀是阀控液压系统中重要的基础流控原件,其开关特性决定系统整体性能。传统驱动方式下,阀芯位移响应滞后于励磁驱动电流,阻碍频响的提高。提出通过建立位移反馈提升阀芯在阶跃励磁电流作用下的电磁力的响应特性,进而提升电磁阀位移频响的方法。对二位二通电磁开关阀建立了动力学与电磁学方程,搭建了阀芯电磁-动力学关键参数测量装置。试验验证了试验装置可行性并获得了阀芯位移响应的开环传递函数。结合试验数据,在Simulink中搭建了反馈对电磁开关阀开关特性影响的验证系统。仿真结果表明,通过利用电磁阀位移反馈,阀芯位移对励磁线圈的阶跃响应改善显著,响应时间相比开环阀芯驱动缩短了近53%。

针对轴向柱塞泵结构复杂、故障信号微弱且易受噪声干扰难以进行故障模式识别的问题,提出一种基于局部s变换和极限学习机的柱塞泵故障诊断方法,对不同程度滑靴磨损故障进行诊断。采集柱塞泵在正常和不同故障状态下的振动信号进行局部s变换,对不同的特征向量组进行定性和定量比较,选择提取s矩阵最大奇异值、转轴振动基频能量占比和柱塞振动基频能量占比共三维特征向量,将特征向量输入极限学习机完成故障模式的识别,识别精度可达99%以上。最后将极限学习机与支撑向量机分类结果进行对比,证明所提故障诊断方法可以用较少的特征向量获得较高的诊断精度。

综述了近几年国内外对于液力变矩器的数值模拟的发展与应用,包括网格划分精细化、模拟方法多样化、流场分析细致化等。重点介绍了瞬态三维尺度解析模拟方法,考虑二次流、气蚀等现象的流场分析,格子Boltzmann方法,考虑温度变化的外特性计算,以及基于Isight的变矩器集成优化等,提出了液力变矩器数值模拟的发展趋势。