基于AMESim的安溢活门系统动力学仿真

在对安溢活门工作原理和动态特征方程研究的基础上,建立安溢活门及其试验系统的AMESim模型,对试验过程中安溢活门的动态特性进行数值仿真,从系统角度研究该安溢活门系统整体性能.仿真结果与试验测试结果吻合较好,并着重研究主副弹簧刚度、主副膜片刚度、主副膜片有效面积、主活阀摩擦阻尼、背压腔容积和泄压间隙等参数对安溢活门动态特性的影响,进而为系统整体性能优化提供分析设计支持.     

某型涡喷发动机转速失稳仿真研究

研究了某型涡喷发动机及其控制系统的建模方法,并通过对燃油控制系统控制方程进行稳定性分析和仿真计算,研究了某型涡喷发动机转速控制系统的分油活门油门杆给定弹簧刚度、分油活门弹簧预压缩量、分油活门重叠量、离心飞重重量和反馈活门重叠量对于控制系统稳定性的影响,找出了导致发动机试车阶段出现转速摆动现象的原因.该仿真结果有效指导了发动机研制过程中转速失稳故障排除,证明了该仿真方法的有效性.     

逆向式氧气减压器的性能分析与仿真

针对战斗机用逆向式平板活门氧气减压器,通过对工作原理进行分析并简化结构,建立了减压器的稳态和动态数学模型.为保证模型正确性及系统的精度,采用四阶龙格库塔法进行数值仿真,从理论分析和仿真结果两方面综合分析了减压器的稳态特性和动态特性,可有效减少试验项目,缩短减压器设计和改进的时间.在数值仿真过程中,从入口压力和流量的变化上,分析对减压器出口压力的影响,进一步找到了影响减压器动态特性的关键因素(阻尼系数).结果显示了当阻尼系数稍大于或等于系统振动频率值时,减压器的稳定性和灵敏性都很高.通过对比两者结果比较吻合,表明了所建立的数学模型是正确的,对减压器的设计和改进提供可靠的参考依据.     

单向活门充气振动的建模与仿真

为了解决单向活门在充气过程中出现的振动和啸叫现象,该文通过对单向活门充气系统的流体模型和热力学模型进行分析,在详细的数学公式推导上建立其数学模型.采用四阶隆格-库塔算法,将其数学模型转换为可仿真的离散模型,并利用MATLAB仿真软件对其动态性能进行了仿真.通过修改模型的结构参数,对仿真曲线分析,得知单向活门的结构参数对其充气振动的影响.通过对影响充气振动的各个参数的综合分析,最终认为振动的原因是在充气过程中气体流经单向活门时扰动频率与阀芯-弹簧系统的固有频率接近或者一致所致.该仿真对减弱甚至消除单向活门振动具有一定的指导意义.     

气液联合驱动式冲击器换向系统参数研究

为了研究换向系统结构参数对液压冲击器工作性能的影响,根据气液联合驱动式液压冲击器,采用高速开关电磁阀作为先导阀和二通插装阀作为主阀的配流换向组合,替代了传统液压换向阀配流换向系统,构建了配流换向系统数学模型,在多领域建模仿真软件AMESim平台下,构建液压冲击器的整体仿真模型,获得了不同主阀芯质量、弹簧刚度下的活塞的速度和位移曲线.结果表明:主阀芯质量越轻,弹簧刚度越大,冲击活塞到达最大冲击速度和最大位移所需的时间越短,冲击效率越高.仿真结果对提升冲击器的品质有一定的指导.     

磁记录浮动块动态参数仿真

建立了考虑浮动系统动态特性综合分析的近似模型;在磁记录浮动块动态性能方面,给出了浮动系统动力参数(刚度、阻尼、固有频率)及其变化特性的仿真测试方法与结果。     

先导式大流量电液比例方向阀建模与仿真研究

先导式大流量电液比例方向阀控制精度高、响应速度快,能精确实现流量的方向控制和比例控制,这对于电液比例系统的高精度控制及其整体性能提高具有重要的意义。针对某型号的先导式大流量电液比例方向阀建立其静、动态特性和先导阀与主阀匹配研究的仿真模型,进行理论计算和仿真研究。仿真结果表明该阀的静、动态特性较好,先导阀与主阀匹配良好,为阀优化设计奠定了基础。     

滑跑无人机起降过程动力学特性分析及性能底数评估

在备战打仗大环境下,为了给装备试验考核提供技术参考,针对滑跑起降无人机起降阶段机身-起落架-地面之间复杂的动态特性,本文建立了飞机-起落架-跑道的系统动力学仿真模型及动力学方程,分别采用多尺度法和有限元分析法研究了其在不同气动载荷、重力以及作动筒载荷耦合作用下的系统动力学特性,并对可靠性和安全性进行了仿真分析.结果表明,不同降落速度对起落架-地面系统的动力学行为有较大的影响；起落架系统强度、刚度和安全特性满足相关指标.通过滑跑起降无人机动态安全特性以及在飞行作战中的极限疲劳寿命分析,为后续武器装备的考核以及性能底数评估提供了技术参考.     

液压制动螺纹插装集成阀动态特性仿真与研究

研究单个螺纹插装结构参数对集成阀系统的综合动态影响,为明确液压制动系统动态响应特性,采用功率键合图法建立了履带底盘液压制动螺纹插装集成阀控制系统的键图模型,根据图元之间的关系,选定状态变量,导出了系统数学模型,MATLAB软件上仿真求解系统状态方程组.对比试验曲线与仿真数据,结果相吻合,验证了系统模型和仿真算法的正确性.分析仿真结果,得到螺纹插式梭动阀阀芯球直径、进出油口直径和螺纹插式减压阀复位弹簧刚度、进出油口直径对系统的压力稳定值和稳定时间的综合影响规律.     

圆平膜片弹性特性的分析及其优化设计

针对圆平膜片在传统设计中存在的计算繁琐、效率低下和精度不高等缺陷,应用ANSYS建立圆平膜片有限元模型,并提出圆平膜片弹性特性分析与优化设计的方法. 该方法用ANSYS仿真分析周边固支圆平膜片的弹性特性以及弹性体应力和位移分布情况;通过对圆平膜片的应力、应变及其静态和动态特性的计算,研究弹性体结构尺寸参数和载荷对弹性特性的影响规律;通过对模型的优化设计,使圆平膜片的性能指标得到进一步优化,弹性元件的设计精度得到提高.该方法对于仪器仪表中圆平膜片的参数优化设计具有一定指导意义和实用价值.     

Analysis of fluid flow and deflection for pressure-balanced MEMS diaphragm valves

Based on the linear plate theory for an elastic thin plate and the Bernoulli equation for a steady incompressible and inviscid fluid flow, the effect of fluid flow on the deformation of microelectromechanical systems (MEMS) diaphragm valve is investigated both analytically and numerically. For a given configuration of diaphragm valve, a relationship between the applied pressure and resulting contact area between diaphragm and valve seat is derived. Possible instability of such a system under the pressure-balanced mechanism is demonstrated with both analytical and numerical solutions for the deflection. Deflection as a function of flow speed, radius of outlet orifice, inlet gap, and bending stiffness of diaphragm are presented. In addition, the effect of diaphragm making contact with the valve seat due to pressure differential and fluid flow is analyzed and a relation between the contact zone and the external pressure is obtained. The results of the analysis suggest important parameters in the design of MEMS diaphragm valves and can be used as a basis in the design of such valves.     

整车建模和转向性能分析

转向性能研究中一般会更多地关注方向盘力矩的变化。所以,转向系统对分析精度起决定性影响,必须建立详尽的模型来描述其内部特性,如惯性、刚度、摩擦、阻尼和助力曲线,这些因素对方向盘力矩变化有非常显著的影响,以致影响转向性能。本文阐述了在AMESim软件中建立液压助力转向系统和整车模型的过程。首先提出了一种新的计算转向阀过流面积的方法,以获得真实的转向助力特性,然后建立了包含这个比较详尽的转向系统的整车动力学模型,用于转向性能研究,最后选用了几种实车道路试验结果来验证此模型的准确性。     

Study on a piezohydraulic pump for linear actuators

To obtain high flowrate and pressure, a piezostack pump with stiffened chamber diaphragm (consisting of a membrane and rigid disk) was presented and studied. An analytical model for performance evaluation is established based on the theory of plate and shells. The effect of chamber diaphragm parameters on flowrate, pressure and output energy coefficient, and that of external load on flowrate and output energy coefficient were analyzed. Considering the influence of the diaphragm stiffness on dynamic–response performance of the piezostack actuator, the design method was introduced. Analysis results show that all of the flowrate, backpressure and output energy coefficient increase with the decreasing of membrane thickness. There is an optimal radius ratio (rigid-disk radius to membrane radius) for flowrate and pressure to achieve peak value, which decreases with the raising of the membrane thickness. On the other hand, output energy coefficient, which decreases with the increasing of radius ratio, achieves peak when force ratio (external load to blocked force of piezostack) is 0.5. At stiffness match and optimal load, maximal output energy coefficient is independent of membrane thickness, and flowrate decreases with the increasing of membrane thickness. To examine analytical results, a check-valve piezostack pump was fabricated and tested. The experiment results show that the flowrate can be enhanced with optimizing rigid disk.     

一种供氧面罩防窒息活门测试系统的设计研究

针对供氧面罩防窒息活门性能检测,及其对人体呼吸模式影响的研究需求,研制了多参数采集、分析及统计一体的供氧面罩防窒息活门测试系统。该系统基于CompactDAQ平台,以面罩压、通气流量信号采集为基础,采用LabVIEW软件开发,可对开启压力、吸气阻力、通气流量峰值、潮气量、呼吸频率等参数进行分析统计。通过实验验证,该系统具备了对防窒息活门主要性能检测,及人体呼吸参数分析统计的能力。该系统便于携带,扩展性强,人机界面友好,运行可靠,较好的满足了防窒息活门检测、研究的需求,同时该系统的设计方法为供氧面罩其他性能参数的检测的提供了一种思路     

缓冲支柱充气压力对机体模态特性影响分析

为研究双腔式缓冲支柱充气压力对直升机机体模态特性的影响,在缓冲支柱参数不完备的情况下,先通过利用已有的静力试验数据对缓冲支柱参数进行识别,根据缓冲支柱动刚度试验的原理进行动刚度仿真计算,并确定动刚度仿真计算时γ的取值应为1.4。改变缓冲支柱高低压腔的充气压力,并由仿真计算得到充气压力变化后缓冲支柱的静压缩力和动刚度,由此可进行机体模态特性的计算。结果表明,缓冲支柱充气压力变化时,机体侧向一阶模态频率在0.85Hz^1.00Hz范围内变化,而机体其它各阶模态频率的变化并不显著,说明缓冲支柱充气压力对机体模态特性的影响不大。     

Laplace transform finite volume modeling of water hammer along fluid–structure interaction

Water hammer or propagation of pressure waves generates profound forces through pipelines of industrial high pressure processes which causes structural vibration of the pipe in both radial and axial directions. To model the sudden rupture of a pipeline system the fluid–structure interaction, FSI, is taken into account by coupling the structural vibration equations to the fluid dynamic equation. In this paper, Laplace transform finite volume, LTFV, which is a new technique along the finite element method is developed to treat fluid transient and the structural vibration equations respectively.To evaluate the numerical results, a Thermal Hydraulic Test Loop (THTL facility) which has been designed and constructed for experimental research on the physical phenomena, characteristics and performance of the safety systems involved in plants is used. To conduct tests for representing a sudden break condition in the loop, the THTL facility has been equipped by devices and sensors to record pressure and vibration signals during simulated accidents. Under steady condition, by an electrical signal an electric valve, Break valve, is opened and simultaneously pressure along pipe vibration signals close to valve is recorded. Comparing the experimental data to results from numerical modeling validated the implemented method.     

比例阀性能智能测试系统的研究

设计研制了一套基于工控机的燃气比例阀性能智能测试系统,其研究旨在为燃气比例阀的生产厂家或者质量监督部门提供一种先进的测试设备,以实现对燃气比例阀性能的测试。本系统是以工控机为核心,采用PCL—818L数据采集卡、24PCDFA6D压力传感器和AWM720P1热式质量流量传感器对燃气比例阀各性能参数进行测试,并绘制其特性曲线的工控机系统,实现对比例阀在出厂前进行稳压特性(p2—p1)、稳态控制特性(p2—I/Q—I)等性能的测试。