以相贯焊形式的飞机燃油焊接管路为研究对象,首先,建立了燃油焊接管路各区域的可靠性数学模型,并根据各区域之间的串联关系,推导出管路单元的可靠性数学模型;然后,求解了介质压力和机体变形载荷下的管路单元可靠度;最后,采用有限元-响应面法对管路的几何尺寸和材料参数进行灵敏度分析。结果表明,分支管角度与焊接区域最大应力呈负相关关系,角度越小,应力越高,其主要归因于较小的分支管角度导致焊接区域的应力集中程度更高。此外,焊接管路的焊缝区最大应力主要受热影响区宽度和热影响区泊松比的影响。对提高燃油焊接管路系统的安全性和可靠性具有工程意义。

无人机气液压弹射系统分为液压缸驱动式和液压马达驱动式两种,采用液压马达驱动的无人机气液压弹射系统在国内研究较少。以蓄能器组作为弹射过程中的主动力源,以液压马达作为驱动元件,分析了液压马达式驱动气液压弹射系统的工作原理,运用AMESim软件对弹射系统进行建模与仿真,在不同条件下得到了无人机的速度-位移曲线。对各参数权重进行分析,分析结果表明蓄能器组充气压力、无人机与载物车综合质量以及液压马达排量是影响起飞速度的关键参数,为无人机气液压弹射系统的设计与调试提供了参考。

大型锻造水压机的电液伺服控制系统的可靠性和鲁棒性直接影响着水压机的使用、人身安全和锻件质量。针对50MN自由锻造水压机负载的不确定性,建立其电液位置伺服系统的数学模型,设计出动态鲁棒补偿器并结合传统的PID控制方法,利用MATLAB/SIMULINK软件仿真,结果表明动态鲁棒补偿器在水压机电液伺服系统中的应用很好地抑制了外负载干扰,提高了电液控制系统精度和稳定性。

22 MN快锻液压机液压控制系统利用当前先进的电液比例技术和电控技术,结合液压机工作特性,实现位移正弦控制,且运行快速平稳、无冲击振动。针对该系统高功耗问题,对液压系统进行优化设计,达到了节能的目的。并基于快锻压机工艺对该机的电控系统进行了设计,该系统功能强大,易于操作。

高性能四足仿生机器人的设计要求驱动其关节运动的液压驱动单元具有良好的动态特性,但由于液压驱动单元工作参数摄动和其固有的复杂非线性,使得多数情况下液压驱动单元的控制性能受到制约。采用机理建模方法,针对四足机器人采用的一种对称阀控制对称缸的液压驱动单元结构,综合考虑控制器饱和特性、伺服阀压力-流量非线性、伺服缸活塞初始位置变化、库伦摩擦非线性等因素的影响,建立了液压驱动单元非线性数学模型,给出了其液压固有频率和阻尼比表达式;运用Matlab/Simulink软件系统搭建了其非线性仿真模型,在相同工况下,分析了不同控制器比例增益的液压驱动单元位移阶跃响应的仿真及试验结果,以验证仿真模型;并搭建了液压驱动单元性能测试试验台,通过仿真与试验分析,进一步研究了控制器比例增益、系统供油压力、液压驱动单元初始位...

以十一柱塞航空轴向泵转子系统为研究对象,基于转子动力学理论,构建转子系统的离散模型;然后根据流体连续定理及动量定理建立间隙环流运动的偏微分方程组;采用线性摄动法求解得到间隙环流激振力,并以矩阵的形式施加于干转子动力学方程上,组建湿转子系统动力学方程;在MATLAB软件中编写求解程序,计算干/湿转子的临界转速;最后搭建航空泵转子系统实验平台,完成干/湿转子系统临界转速对比实验研究工作。对比分析结果表明,间隙环流产生的动态流体激振力会影响转子系统的动力学特性,一定程度上会降低系统的临界转速,且随间隙比W的增大,降低趋势更显著。

以含有膨胀环的民机液压管路为研究对象,通过传递矩阵法建立其动力学数学模型,并在ABAQUS有限元仿真软件中进行静力学和动力学分析,研究当液压管路总长度一定时膨胀环折弯角度、弯曲半径、跨度和高度对管路最大应力和固有频率的影响规律。最后通过理论计算、仿真分析和实验对管路静力分析方法和动力学数学模型进行验证。结果表明:膨胀环静力学分析方法与动力学数学模型准确度较高;管路最大应力随膨胀环折弯角度和跨度增加而变大,随着弯曲半径增加而减小,随高度增加先减小后变大;管路固有频率随膨胀环高度增加而降低,与其他结构参数均呈正相关关系。

出于对高功重比的追求,民机液压能源系统压力流量裕度较小,但由于用户多、系统复杂,如果压力流量裕度过小,在有些飞行剖面下可能会产生流量压力纷争而导致系统压力不可达,因此进行压力可达性分析是民机液压能源系统设计的首要工作。以民机34.47 MPa(5000 psi)压力体制2H/2E能源系统架构的一套液压能源系统为对象,在分析其工作原理及压力损失机制的基础上,在AMESim软件中搭建相关元件的标准模型和超级模型,进而建立该套液压能源系统的仿真分析模型,得到-8℃环境温度下飞机液压能源系统的压力可达性规律。目前国产民机34.47 MPa(5000 psi)压力体制2H/2E能源系统架构及其液压系统研究处于起步阶段,相关研究成果将为宽体飞机研制提供支持,同时对我国大型民机液压能源系统设计、评估及优化提供参考。

民机发动机正常工作时产生的功能振动载荷严重影响了该区域液压管路的安全性能和使用寿命,是民机液压管路设计重点考虑问题之一。针对ARJ21-700民机发动机区域某根液压管路,对其进行功能振动载荷作用下的动力学响应分析。基于传递矩阵法,建立液压管路动力学数学模型;采用ABAQUS有限元软件建立液压管路有限元模型,对其进行模态分析和在功能振动载荷作用下的振动响应分析,得到管路固有频率和应力响应规律;对管路危险部位疲劳寿命进行预估。最后,通过理论计算、仿真分析和试验,验证了液压管路动力学数学模型和有限元模型的正确性,研究结果为民机发动机区域液压管路设计及优化提供了理论参考。

结合目前世界上最大的10 m级大直径运载火箭贮箱箱底搅拌摩擦焊接工艺需求,设计了用于大直径球面体搅拌摩擦焊的龙门式焊接装备。由于搅拌摩擦焊是通过被焊材料与高速旋转的焊接头进行摩擦产生热量并使其产生局部塑性化,当焊具沿着焊接界面向前产生位移时,塑性化的材料在焊接头处转动摩擦力的作用下由焊具的前部向后部流动,并在焊接头挤压下形成致密的固相焊缝。与熔焊不同的是,搅拌摩擦焊过程中需要焊接装备提供较大而且非常稳定的顶锻力和搅拌力,因此,龙门铣焊装备整体结构的力学特性分析非常重要。首先结合厚度为28 mm的铝合金材料2219在搅拌摩擦焊过程所需的作用力以及火箭贮箱箱底球面结构,建立焊接头的焊接过程力学方程,进而分析焊接过程中龙门铣焊装备的静力学特性。结果表明:所设计的龙门铣焊装备在焊接头扎入阶段、稳...