尺度解析模拟(Scale-Resolving Simulation,SRS)是指在一定尺度范围内对流动控制方程进行解析求解,理论上比全模化的雷诺应力平均(RANS)方法更先进。采用大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)中各种亚格子模型(Sub-grid Scale,SGS)和混合模型 Hybrid RANS/LES对液力元件包括:液力偶合器、液力变矩器和液力缓速器的内部流动进行了瞬态模拟。对比模拟结果与试验数据发现,SRS方法能够提高对液力元件外特性的预测精度,通过对复杂的瞬态流动现象的清晰捕捉,深入展示了描述流动机理的能力。SRS模拟表现出了工业应用的潜力。

带式输送机启动过程中,存在输送机动态特性明显、输送带承载段张力峰值波动大、张紧装置提供的张紧力不能保持稳定等问题。利用AMESim软件对不同的张紧方式进行建模,分析了不同张紧方式在“S”形正弦启动方式下,对张紧装置提供的张紧力以及输送带最大张力点的张力峰值波动的影响。仿真结果表明,张紧装置对张紧力的稳定性影响着输送带承载段的张力峰值波动大小,且成正相关性,仿真结果便于使用者根据不同的场合和条件使用不同的张紧方式。

在输运过程中大型玻璃基板如发生较大变形,将会降低薄膜晶体管(TFT)阵列缺陷的检测精度。使用激光位移传感器进行大范围形变检测时效率较低,据此提出一种基于气膜压力反馈的玻璃基板形变间接检测方法。建立了包含多孔质流量特性和间隙流特性的气膜压力模型,在假设玻璃基板形变为二次曲线的前提下,基于模型分别利用单点压力和多点压力反馈的方法进行形变预测。搭建了玻璃基板形变测量装置,对形变计算结果与测量结果进行了对比分析。结果表明,多点压力反馈的方法能够更准确地预测玻璃基板的形变。

针对大型油气悬挂缸的静、动态性能试验,提出了一种由伺服电机驱动的定量液压泵/马达控制加载液压缸的节能型试验台设计方案,试验过程中能量的回收与存储采用超级电容。试验台可对被试悬挂缸施加多种激励,且液压主回路无节流。建立了加载系统的数学模型,并利用AMESim软件仿真了性能试验过程。研究结果表明:试验台的性能可以满足多种大型悬挂缸静、动态性能试验的需要,且能实现能量回收,相对于阀控系统能耗降低了约92%;超级电容储能方案避免了电机瞬时大功率运行对电网的冲击,大幅降低了配电系统的建设、改造成本。

离心机振动台工作在土工离心机高速旋转产生的模拟超重力场中,相比于常重力振动台其电液伺服系统频率响应要求更高。针对高频下振动台电液伺服系统高频波形复现精度低的问题,设计了关键控制技术预研试验台,建立了系统的精确传递函数模型并进行了仿真分析,提出了多状态反馈和频域前馈相结合的控制策略。搭建了离心机振动台试验台及其电液伺服控制系统,利用试验台验证了控制策略的正确性。

针对飞机作动筒生产中的清洗和油封要求,应用液压与气动的相关理论,采用PLC及触摸屏构成的电气控制操作系统,设计了自动化程度较高的清洗油封一体化试验装置。这是一个液压与气动相结合的系统,利用活塞式蓄能器存储油封用液压油,通过对不同功能、型号作动筒的一次装夹,完成清洗、油封两道工序的复杂要求,并完成作动筒生产中要求的启动压力特性试验、低压力泄漏试验、耐压试验、内泄试验。试验结果表明:经过对作动筒多次往复的冲洗,生产、组装过程中的杂质得到有效清理,满足飞机对液压元件清洁度的要求。设备大大减轻了操作人员的劳动强度,结构紧凑,人机交互界面良好,功能完善,生产效率及自动化程度较高,具有一定的通用性。

溢流阀作为三大液压阀之一,广泛应用于各种液压系统中,其出口一般接油箱,进口压力由用户设定;溢流阀阀口压差即为进出口压力差,压力等级越大,阀口压差损耗越大,溢流阀口的损耗压差被认为是不能降低的。研究提出一种通过在溢流阀的出口连接能量回收装置的结构方案,通过能量回收单元提高溢流阀的出口压力,降低比例溢流阀进出口压差的方法来降低溢流能量损耗。利用CFD软件建立比例溢流阀的流场仿真模型,分析了能量回收单元对溢流阀稳态液动力的影响。搭建了溢流损耗能量回收试验平台,试验结果表明:采用能量回收单元提高溢流阀出口压力后,不仅大大降低了溢流阀阀口的能量消耗,同时也降低了作用于阀芯的液动力和调压偏差,而溢流流量基本不受影响。

以青海尼那水电站调速系统用油压装置改造项目为背景,在分析了电站原有的油压装置液压系统工作原理、设备的布置方式和运行中存在的问题的基础上,根据尼那水电站的实际情况,重新设计了油压装置液压系统,重点设计并分析了油泵出口控制和保护用的组合阀及运行方式。改造后的油压装置消除了原设备运行中的缺陷,降低了设备损坏频率,提高了电站运行的安全性。该新型组合阀的设计和对油泵的控制、保护方式可作为今后设计油泵出口控制阀组的参考。

以一种静液驱动插装式高压安全阀为研究对象,根据静液驱动系统及安全阀的工作原理,运用AMESim仿真软件建立静液驱动插装式高压安全阀仿真模型。通过对高压安全阀阻尼孔、弹簧预紧力、阀芯锥角结构进行参数设置并批量仿真,对比分析得到了不同结构参数对高压安全阀压力特性的影响。设计了试验回路,通过搭建压力性能试验平台,测量得到试验曲线,与仿真结果进行对比,验证了仿真结果的准确性。为插装式高压安全阀的结构优化和选型提供指导性建议。

高压化轴向柱塞泵的配流盘多以非对称、具有较大死区的结构来取代对称式结构以提高增压能力。针对某航天舵机用柱塞泵对柱塞腔压力周期变化规律进行研究,进而对非对称式配流结构斜盘力矩进行了理论分析并建立了其数学模型。最后基于AMESim平台搭建了传统对称式和非对称式斜盘力矩仿真模型并在典型工况下进行了对比分析。与对称式斜盘力矩特性不同,液压力矩在非对称式斜盘力矩中不可忽略,其大小主要受系统压力的影响而与斜盘倾角无关。