针对硬密封球阀的密封性能,应用均匀试验设计方法,对不同的压力角、密封宽度以及密封面平均直径与进口阀座套筒外径比值下的密封面间隙值利用二次多项式进行回归分析,得出影响密封面间隙值的显著性依次为压力角、密封宽度以及密封面平均直径与进口阀座套筒外径比值。多变量寻优得到当压力角为44°、密封宽度为6.30 mm、密封面平均直径与进口阀座套筒外径比值为0.86时,硬密封固定球球阀密封面间隙值最大为0.0077 mm,优化效果明显。

液压与气动控制是一门实践性很强的机械类专业基础课程。为了进一步提高教学质量,培养学生的工程实践能力、创新精神、跨学科整合知识能力,把能力培养贯穿到整个课程学习中,从教学内容、教学方法、考核评价方式等方面介绍了适应现代职业教育体系建设项目“3+4”生源的液压与气动控制课程教学改革。以提高机电“3+4”学生对液压与气动控制课程的理解与应用为目的,将中职与本科教育进行有机衔接,对“3+4”生源的人才培养模式改革具有借鉴作用,也可为其他高校进行相关课程改革提供一些思路。

为了提升小孔节流空气静压支承轴承的力学性能,讨论轴承的结构参数、节流参数及供气压等设计参数对轴承力学性能的影响。针对锥形腔小孔节流空气静压轴承,首先在参数设计范围内通过数值仿真分析轴承间隙的流场,将之归结为4类,研究存在超音速区、分离泡的详细流场结构;其次基于径向基神经网络模型,建立轴承承载力、刚度、流场最大马赫数和轴承设计参数间的相关性数学模型;最后,建立优化设计数学模型,基于近似模型与流场分析结论,在轴承参数的设计范围内以刚度最优为设计目标,在给定轴承负载下获取了最优参数组合。在优化设计中消除了轴承的微振动,提升了轴承刚度,并基于优化结果进一步讨论了轴承参数对力学性能的影响。相关流场分析与优化流程的建立可为工程设计提供参考。

往复柱塞泵转套式配流系统配流结构的尺寸对系统性能有重要影响。通过Isight软件集成三维建模软件、网格划分软件、CFD仿真分析软件及后处理软件,以最高容积效率为目标,以泵腔压力为约束条件,对减振槽和配流口尺寸进行优化。分析表明,结构尺寸优化后系统容积效率提高了0.8%,泵腔压力峰值增大了3.3%;系统的入口最大瞬时流量提高了8.3%,回流减小了31.1%;系统的出口最大瞬时流量提高了23.9%,最大瞬时倒灌量减小了37.4%。

调速型液力偶合器广泛应用于重型刮板输送机的软启动,当处于部分充液状态时,工作腔内流体为复杂的气-液两相环流运动。为了对调速型液力偶合器内流场两相流分布特性进行分析,应用计算流体动力学软件CFX,对单流道流场采用混合出、入口及边界循环条件,分别基于CFX软件中的均一化和非均一化两相流动假设对20%,50%,80%充液率时的工况进行了内流场数值模拟,获得了2种两相流动假设下不同充液率及不同速比下的转矩传递特性曲线,并重点分析了采用非均一化两相流模型时的体积率的分布特性。CFD分析结果很好地实现了对工作腔内气-液两相环流在不同工况下的分布特性与转矩传递特性的预测,为调速型液力偶合器的选型与设计提供了可靠的数值计算方法与理论依据。

以航空发动机矢量喷管作动器为研究对象,针对作动器工作时2种不同工况进行温度场分析,对作动器进行参数化建模,对于尺寸较小的环状间隙结构采用非结构网格和结构网格的混合网格的划分方法,利用Fluent软件对作动器进行稳态温度场分析,并通过试验验证模型的准确性。分析不同工况下作动器内部温度分布以及易受温度影响的元件传感器定子、动子的温度分布规律,得出传感器的端部没有被冷却油冷却的部分可能存在超温情况,需在作动器设计时对此部分采取热防护措施,为后续的作动器的优化设计提供了探索。

针对深海环境下柱塞泵的快速响应性能变差的问题,提出将Lyapunov-MRAC策略用于深海泵压力控制系统中的方法。将海平面下的深海泵数学模型视为参考模型,以不同水深下的泵模型为实际被控模型,并由此设计深海泵压力控制系统的Lyapunov-MRAC控制器,并计算控制律。对搭建的控制系统给定不同的输入信号进行仿真实验分析。仿真结果表明,系统输出偏差随时间增加而不断降低,被控模型具备良好的跟随参考模型变化的能力;控制器参数对系统控制性能具有一定影响,当增大输入信号幅值,被控系统的最大输出偏差由1.2升至1.5,表明控制系统初期控制精度降低;稳定时间由0.8 s缩短至0.5 s,提高了稳定速度;而增大控制系统的增益值,则能同时提高系统的初期控制精度及稳定速度。阶跃响应结果表明,系统控制误差随时间增大由13.5%而不断减小为0,即控制精度不断增大;被控...

为进一步研究液压换向阀的径向稳态液动力,通过对液压换向阀内部流体整体建模并考虑间隙内泄,由伯努利方程得出了径向稳态液动力的求解方式;运用CFD软件Fluent进行了可视化分析,以阀对称面的x方向以及阀芯周向为切入点,详细研究了阀芯所受径向力。结果表明,由于换向阀结构仅是平面对称而并非轴对称,液体流动会在阀芯台阶和阀杆处造成不均匀分布的液动力,导致阀芯呈整体偏心趋势并产生液压卡紧力,对滑阀卡紧力补偿时应予以考虑。

电磁阀作为汽车空调压缩机实现排量调节的关键执行元件,其性能分析和结构优化有利于优化压缩机的排量控制。基于有限元分析法,建立电磁阀结构模型,探究电磁阀中的线圈结构、线圈匝数、输电电压等参数对电磁阀的响应时间、吸合时间、电磁力等特性的影响。结果表明,在相同条件下,T字形线圈结构的电磁力大于圆柱形线圈,可扩大电磁阀的使用范围。激励电压从4 V增加到12 V,T字形线圈的电磁力呈递增趋势,受力均匀性优于圆柱形线圈结构。线圈匝数与动静铁芯的吸合时间、吸合力呈正相关。

现有电液控制系统为控制液压缸位置,采用比例阀或伺服阀,造成了非常大的节流损失。为改善能效,提出了一种采用电-机械执行器和液压缸的新型液-电混合驱动系统,电-机械执行器用于控制负载运行速度和位置,主要克服惯性力;液压缸主要克服外负载力。为了抑制二者之间的耦合影响,电-机械执行器采用位置闭环控制,并在转矩环补偿干扰力。控制阀主要起液压缸换向作用,节流损失很小,以设定的电-机械直线执行器输出力阈值为基础,通过调节泵压力(液压缸进油压力)或阀开口(液压缸回油压力)控制液压缸输出力。研究结果表明,所提系统具有与阀控缸系统相同高的控制精度,并可大幅减小节流损失。与阀控缸系统相比,液电混合驱动系统能效提升了43.1%。