针对液压阀中的气穴现象会引起液压阀的噪音、性能恶化,甚至导致液压阀失效等问题,对伺服阀前置级喷嘴和挡板之间流场中的气穴现象进行了研究。利用Pro/E软件对流场进行了三维建模,用前处理软件Gambit对三维模型进行了网格划分及边界条件设置,利用标准k-ε模型和混合气穴模型建立流场的数学模型,运用FLUENT软件对不同喷嘴入口流速下流场的分布特性及气穴特征进行了仿真分析;同时利用高速摄像机对喷嘴挡板之间的流场分布进行了观测和记录。研究结果表明,在低雷诺数流动条件下,气穴开始在喷嘴外壁和挡板前端的边缘形成;随着雷诺数的增大,在挡板弯曲的附体气穴逐渐长大并随着射流流速的增加出现云状的气穴。将不同流动条件下流场结构和气穴分布的数值计算结果与试验观测结果进行比较,两者基本吻合,说明伺服阀前置级流场气穴仿真模型和...

为揭示伺服阀自激噪声的产生机理,提出对伺服阀力矩马达的振动特性进行研究.给出一种射流管伺服阀力矩马达的结构及工作原理,基于结构力学基本原理,建立该射流管伺服阀力矩马达衔铁和射流管组件的的振动特性有限元分析数学模型,采用有限元分析方法,分析伺服阀力矩马达衔铁和射流管组件的前6阶振型,计算各种振型下伺服阀力矩马达衔铁和射流管组件的固有频率.研究结果表明,衔铁和反馈杆为伺服阀力矩马达产生振动的关键部位,为防止共振的发生,应尽量消除射流流场中与衔铁组件固有频率相接近的压力脉动激励信号.

针对伺服阀自激噪声产生机理的问题,对伺服阀力矩马达的振动特性进行了研究,给出了一种双喷嘴挡板伺服阀力矩马达的结构及工作原理。基于结构力学基本原理,建立了该双喷嘴挡板伺服阀力矩马达衔铁挡板组件的振动特性有限元分析数学模型;采用有限元分析方法,对伺服阀力矩马达衔铁挡板组件进行了模态分析,计算了前7阶振型下衔铁挡板组件的固有频率,并通过谐响应分析得到了衔铁挡板组件在电磁力作用下的响应曲线。研究结果表明衔铁和反馈杆是伺服阀力矩马达产生振动的关键部位,其在工作平面内的振动对伺服阀的工作性能影响最大,同时衔铁挡板组件的谐振峰值主要集中在低频范围内;通过谐响应分析给出了一种计算谐振振幅的方法,为伺服阀的性能改善及结构的优化提供了理论参考。

提出一种可用于气动微流控芯片气压控制的电磁致动微阀，阐述了微阀的工作原理与结构，利用Fluent软件嵌入UDF函数对几种不同阀口开度下流场分布特性进行了仿真分析，给出了不同阀口开度下流场速度、阀口前后压力变化以及微阀的出口流量特性分析结果。

液滴微流控系统，以液滴为微小单元开展液滴形成及运动控制研究，目前，主要的研究方向有液滴形成、液滴合并、液滴分离及液滴融合等。其中，液滴形成和液滴合并两者关系密切，而液滴分离与液滴融合是液滴研究中两个相对的问题。以单个液滴为单位，在微流道中可以完成不同物质的化学反应、医疗药物的配置等。医学研究中，基于液滴的微流控系统可以实现医学成像、生物分子合成，基于液滴开发的微流控芯片能够用于药物开发过程中的样品检测，筛选出最佳的药物样品。该文介绍了液滴形成的方式及运动控制方法，总结了基于液滴的微流控系统在交叉学科中的发展方向和应用，综述了国内外在液滴微流控系统领域的研究现状。

提出一种可用于气动微流控芯片气压控制的PDMS电磁微阀.阐述了 PDMS电磁微阀的工作 原理与结构给出了电磁驱动器数学模型.建立了自感系数、线圈电流、阀芯运动电压、机械运动和电磁吸力 的仿真模型;建立了 PDMS电磁微阀电磁力、阀膜弹性变形力与微流道内气、液作用力之间的多物理场耦合 数学模型.利用MATLAB/Simulink软件建立PDMS电磁微阀阀膜形变模型、出口流量模型并与5 个电磁 驱动器子模块连接.对电磁驱动器动态响应特性和PDMS电磁微阀流量动态特性进行仿真分析给出了 PDMS电磁微阀阀芯驱动力、阀芯响应特性和动态流量特性分析结果.

磁流体具有较大的磁导率，而且在外加磁场作用下具有较大的磁化强度，利用磁流体的这些特点，通过在伺服阀力矩马达的工作气隙中添加磁流体，从而达到改善力矩马达性能的目的。本文分析了采用磁流体的射流管伺服阀中力矩马达的结构及工作原理，对力矩马达的静态特性进行了试验研究，介绍了试验原理，得到了相应的试验结果。

力矩马达是电液伺服阀的关键元件之一，其输出力矩特性对伺服阀性能具有较大的影响。利用磁流体（magnetic fluid，MF）具有较大的磁导率和在外加磁场作用下具有较大磁化强度的特点，通过在液压伺服阀力矩马达的工作气隙中添加磁流体来改善伺服阀力矩马达磁路效率，提高伺服阀动态性能。给出了添加磁流体的力矩马达磁路三维有限元分析模型。利用电磁场三维有限元分析方法对添加磁流体和不添加磁流体的力矩马达的磁场分布及力矩特性进行了分析。结果表明：添加磁流体后力矩马达的磁场强度及衔铁输出力矩值有明显改进。

利用流体动力学原理，基于低压液压管路瞬态脉动过程中气泡和气穴同时存在的假设，在连续方程和运动方程的基础上，建立了低压液压管路中伴随气泡和气穴的瞬态脉动数学模型，给出了摩擦阻力项数学模型以及气泡和气穴的体积计算数学模型。并采用有限差分法和Matlab／Simulink，对一段等径水平直管道中有气泡和气穴产生时的压力瞬态脉动特性进行了仿真分析和实验研究。瞬态压力脉动波的仿真结果与实验数据的比较表明：所提出的伴随气泡和气穴的低压液压管路瞬态数学模型是合理的，仿真方法是可行的。

随着装载机应用的不断发展，在各种场合对装载机的功能及工作性能的要求也不断提高。本文设计了遥控式装载机的液压系统，介绍了该系统的构成及工作原理，并介绍了采用二次调节方式实现无级调速的改进方案。