为了给阀芯旋转式电液激振器的阀口形状设计提供依据,设计三角形阀口、半圆形阀口以及矩形阀口的阀芯旋转式四通换向阀,分别对三种不同阀口建立对应的过流面积模型。在分析该电液激振器工作原理的基础之上,建立数学模型,对该电液激振器在三种不同阀口形状下的振动波形进行理论数值仿真和试验验证研究。研究结果表明矩形阀口的过流面积呈线性变化,三角形阀口和半圆形阀口的过流面积呈非线性变化;在三种不同阀口形状中,矩形阀口的过流面积峰值最大,半圆形阀口的过流面积峰值最小;采用矩形阀口可以在供油压力一定的情况下获得振幅最大的振动波形,但同时加速度波动最大;采用半圆形阀口可以在振幅一定的情况下获得加速度波动最小的振动波形,但需要提供最大的供油压力。

针对液压激振与夹持独立的捣固装置,设计一种由阀芯旋转式四通换向阀和微行程双作用液压缸构成的新型电液激振器.在考虑阀口压降对旋转阀芯阀口过流面积影响的基础上,分别对无环形槽阀芯和有环形槽阀芯建立对应的阀口过流面积模型,对新型电液激振器在较高激振频率下的振动波形进行理论数值仿真和实验验证研究,为旋转阀芯结构设计提供理论指导和实验依据.分析结果表明有环形槽阀芯的过流面积呈线性变化,无环形槽阀芯的过流面积呈非线性变化;有环形槽阀芯过流面积峰值、加速度峰值和位移峰值比无环形槽阀芯过流面积峰值、加速度峰值和位移峰值大;有环形槽的阀芯加速度曲线波动程度比无环形槽的阀芯加速度曲线波动程度小.矩形沟槽数量不影响过流面积曲线、加速度曲线和位移曲线变化趋势,且随着阀芯矩形沟槽数量的增加,加速度曲...

为了提高激振器的振动频率，提出了一种由2D阀控制差动式液压缸的新型电液激振器，该激振器通过控制无杆腔容腔的体积变化实现液压固有频率的改变。阐述了激振器的工作原理并建立其数学模型，利用Matlab中的Simulink构建了系统仿真模型，对系统在低、中和高频段工作时的振动波形进行了仿真研究。为了验证理论分析以及激振器在低频段、中频段和高频段工作时实际输出振动波形，设计了电液激振器并进行了实验研究。实验结果表明：激振器的负载以弹性力为主时，振动频率在5Hz以下，激振器输出的振动波形容易出现饱和现象，随着激振频率的提高，饱和现象消失，当振动频率与液压系统固有频率相等时会产生谐振现象（即振动幅值突然放大），过了谐振点后振动幅值会快速下降。

电液激振器作为疲劳试验机的关键部件其发展趋势是保证输出大激振力的同时向着2000Hz以上工作频率段的方向发展以适应新产品开发过程中的振动环境试验的需求为此对高频电液激振器的研究显得尤为重要。高频电液激振器系统是由2D阀驱动液压缸活塞以某一振动中心位置作周期性往复运动。根据流体力学和系统动力学的理论对该系统进行数学建模。通过实验研究与分析发现在2000Hz至3000Hz高频电液激振器所采集的激振波形比较光滑且波形失真度不大趋近于正弦波。同时实现了激振频率3000Hz的重大突破。

为了进一步提高电液激振器的激振频率和控制精度，并降低其加工和安装难度，提出了2D高频激振阀的新结构和控制方法。通过增加2D阀阀芯沟槽与阀套窗口的沟通次数，改进与无刷直流伺服电机连接的高速齿轮箱传动机构，设计混合式直线步进电机与堵头连接以控制阀芯轴向位移，实现了对2D高频激振阀的结构优化。经理论以及实验研究表明：新型2D高频激振阀的结构简单，控制精度高，激振频率最高可达3000Hz。

为了消除2D阀控电液激振器由于加工误差和载荷不对称产生的单侧偏移并且实现受控的零位偏移振动。提出了一种偏置控制方法。该方法是将一个数字伺服阀与2D阀并联数字伺服阀、电-机械转换器和位移传感器构成活塞杆的位置闭环控制系统。通过对活塞杆的位置闭环实现激振器偏置量的控制。实验结果显示活塞杆位置闭环控制系统的阶跃响应时间为2.9s稳态误差为3.04%。激振器以1Hz的频率作偏置振动时振动中心的稳态误差为0.3%以100Hz的频率作偏置振动时振动中心稳态误差为1.35%。

为了提高电液激振器的激振频率，提出了一种新型2D数字换向阀，该阀在结构上利用阀芯的双运动自由度，阀芯由伺服电机驱动旋转，另一伺服电机通过偏心机构驱动阀芯作轴向运动，通过改变周期性变化阀口面积的大小，进而控制阀的流量输出。2D阀的结构简单、抗污染能力强、有利于得到高的频率、无滞环和直接数字控制等优点。

传统的结构疲劳强度试验系统中,电液激振器受电液伺服阀频响特性的限制,激振频率在一定程度上难以提高,为此设计了一种新型的试验系统。采用2D阀控液压缸组成电液激振器的方案来提高激振频率,包括2D高频激振阀、液压缸和偏置控制伺服阀。在2D阀中,阀芯的旋转运动和轴向滑动对激振频率和幅值实现独立控制,激振频率主要由阀芯的转速决定,易于通过提高阀芯转速来实现高频激振,进而提高疲劳强度试验系统的激振频率。文章对上述方案进行了理论分析和实验验证。结果表明：仿真曲线与实验结果基本吻合,系统能在5~200 Hz范围内对试验对象进行同步加载试验,其频率、幅值连续可控。该系统已在实际中得到应用。

为了提高电液激振器的频率，提出一种采用2D阀控制液压缸实现激振的新方案。在2D阀中，激振频率由阀芯的旋转运动控制，激振幅值受阀芯的轴向移动控制，激振频率取决于阀芯的转速和阀芯上开设的沟槽数量。在负载以弹性力为主的条件下进行了分析和试验，结果表明：当阀的轴向开口大于某一临界值时，液压缸的容腔将产生压力饱和现象；此时，在系统的输入面积线性增加和减小的两个过程中，活塞经过的位移相差较大；随着阀开口的减小，位移的差别逐渐缩小。

建立了电液激振器的数学模型，运用龙格一库塔法编制数值仿真程序研究了活塞位移与2D阀阀芯转速、轴向滑动位移之间的关系，给出了激振器的相频曲线并对相频曲线进行了分析讨论，最后建立试验装置对仿真结果进行了验证。理论分析和方针结果表明：当激振频率范围为固有频率的0．048-0．870倍时，活塞位移的相位变化很小；采用2D阀控电液激振器构成的多轴疲劳试验系统在该频段可以实现开环同步控制。