高频电液颤振器振动特性仿真与实验

一种由两位三通激振阀和单作用缸组成高频电液颤振器,高频激振阀采用转阀结构,控制油液交替进出液压缸,从而使弹性端盖产生受迫振动。采用AMEsim分析了液压颤振器的低频振动特性。实验中测量了不同压力与不同弹性端盖质量时电液颤振器在1 Hz~4 000 Hz的振动频率下的压力、加速度、位移以及流量特性。分析表明,高频激振阀的工作频率可以达到4 000 Hz,激振器的谐振频率为320 Hz时,谐振时弹性端盖振动振幅明显增加,此时颤振器所需输入功率很小,最理想的工作频率为320 Hz。     

新型高频电液颤振器的振动研究

提出了一种高频、微幅、大输出力的新型电液颤振器,该颤振器由转阀控制油液进出从而驱动弹性端盖以某一中心位置做周期性往复振动,并且可以通过控制无杆腔容腔的体积变化实现对颤振器固有频率的改变。介绍了颤振器的工作原理并建立其数学模型,利用MATLAB中的Simulink对振动波形进行了分析仿真。分析研究发现,该高频电液颤振器随着振动频率的提高,其振动输出的位移逐渐减小,在振动频率达到2000 Hz时,产生微米级的振动。     

振动钻削过程中液压颤振器的振动特性分析

提出一种液压颤振器,该颤振器可用于振动切削的激振装置,它主要有高频激振阀和单作用颤振缸组成,该颤振器可输出500 Hz的受控振动。采用ANSYS Workbench对颤振器的关键部件弹性端盖进行静态和模态仿真。实验测量了钻孔和不钻孔情况下该颤振器的压力特性、加速度特性和位移特性,并对数据对比分析,结果表明,工件的振动频率能跟随激振阀的激振频率,能量集中在激振频率;该液压颤振器与不钻孔时的振动特性均未发生太大变化,说明该液压颤振器的稳定性是极好的;谐振频率300 Hz,谐振时振幅明显增加。     

液压颤振器的谐振特性研究

建立了一种单作用液压颤振器的简化振动模型,并推导出谐振频率。采用ANSYS分析了液压颤振器的流固耦合振动模态。实验研究发现,发生谐振时的振幅有显著增加,谐振时的波形明显比非谐振时好;另外,流固耦合作用使系统谐振频率小幅下降,发生谐振的频宽变大。     

电液比例阀PWM控制中的颤振信号分析

脉宽调制(PWM)技术以其高效、灵活和抗干扰能力强的特点被广泛应用在电液比例控制系统中。由于磁铁材料的磁滞和运动产生的摩擦力导致电液比例阀稳态特性存在明显的滞环现象,严重影响了电液比例阀的动态响应性能,改善滞环比较有效的方法是在驱动信号中叠加一定频率和振幅的颤振信号。针对反接卸荷式驱动电路的特点,详细分析了±24V脉宽调制信号在电液比例控制中存在的寄生颤振,另外,根据实验得出,在高频状态下通过改变PWM波的频率可以实现频率和幅度均独立可调的颤振信号,同时该颤振叠加方式使得电磁铁平均电流和颤振电流分别受PWM占空比和PWM频率独立调节。     

基于脉宽调制的电液比例阀控制电路的软件设计

在详细分析电液比例阀动态性能的基础上,给出了颤振信号需要根据输入控制信号的大小调节振幅和频率的原因。针对感性负载的特点,对颤振信号的形成进行了理论分析,提出了颤振信号的具体实现方法;导出了使用软件方式实现带有颤振功能PWM信号输出的运算表达式,并通过编程由单片机的中断服务功能实现了对功率放大电路的输出控制,以驱动电液比例阀。通过在线仿真和实物验证,在控制信号的基础上叠加颤振信号,有利于改善电液比例阀的响应速度和灵敏度。     

高频电液振动台谐振特性研究

传统电液振动台的工作频率受伺服阀频宽的制约难以提高到较高的水平,为了解决这一难题,提出一种由2D激振阀和数字伺服阀联合控制差动式液压缸所构成的新型高频电液振动台,旨在大幅提高电液振动台的振动频率。阐述了高频电液振动台的工作原理并建立其数学模型,利用Simulink构建了系统仿真模型,对高频电液振动台在谐振点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高频电液振动台在谐振点时实际输出的振动波形,设计了高频电液振动台并进行了实验研究。实验结果表明:高频电液振动台的振动频率由2D激振阀阀芯的转速决定,当2D激振阀的激振频率与电液振动台的固有频率相等时,振动台输出的幅值会被突然放大(即产生谐振现象),过了谐振点后振动台输出的幅值则会快速下降。     

单轴高频电液振动台谐振现象的机理分析研究

关于液压系统的谐振现象,传统流体理论介绍的不多,仅仅提出当机械系统的固有频率和液压系统的工作频率相接近时会发生谐振现象。针对单轴高频电液振动台出现的谐振现象,运用能量守恒原理对其产生的谐振现象进行了理论分析,并在2D激振阀不同惯性负载以及不同轴向开口作用下,对单轴高频电液振动台输出的谐振波形进行了仿真研究。并利用数字伺服阀调节液压缸无杆腔的容积,实现液压系统固有频率的改变,从而使得电液振动台能够正常工作在不同的谐振频率点。     

电液谐振疲劳试验新方法

研究2D高频转阀控制液压缸实现谐振疲劳试验新方法。提出2D高频转阀控制单出杆液压缸谐振疲劳试验方案,2D高频转阀阀芯可以双自由度运动,阀芯旋转运动可以控制系统激振频率,阀芯轴向滑动可以控制系统输出载荷力幅值,液压缸无杆腔初始容积变化可以控制系统谐振频率。建立2D高频转阀、单出杆液压缸和阀控缸系统的数学模型,建立阀控缸系统的Simulink非线性仿真模型,仿真研究液压缸无杆腔定初始容积时阻尼对系统输出载荷力幅频特性、相频特性和系统流量的影响,及谐振工况时载荷力波形失真度和载荷力幅值控制方法。试验结果验证了电液谐振疲劳试验新方法的可行性。该方案能有效提高电液疲劳试验的谐振频率,拓展电液高频疲劳试验机在工程领域的应用范围。     

带工具的超声打孔换能器设计与分析

根据一维传输线理论设计了超声打孔换能器,采用Abaqus有限元分析软件对换能器进行模态和谐响应仿真分析,研究工具在不同直径、长度以及不同安装位置对换能器的谐振频率、节点位置的影响。仿真结果表明:工具直径和长度对换能器谐振频率的影响呈线性变化,随着工具尺寸增大换能器谐振频率降低,而刀具安装位置对位移节点位置的影响很小。     

二维电液颤振对冷挤压成形的影响

针对冷挤压成形过程中变形抗力大、金属流动困难导致模具磨损较大等问题,提出了一种二维电液颤振辅助冷挤压成形工艺,并运用Deform-3D有限元分析软件建立二维电液颤振辅助冷挤压成形的有限元模型,对比分析了无颤振成形方式以及轴向颤振激励下成形、径向颤振激励下成形及二维颤振激励下成形的成形过程。研究结果表明：与无颤振成形方式相比较,成形载荷在二维颤振激励、轴向颤振激励和径向颤振激励成形方式下,分别减小了26.1%、 13.2%和 5.7%。二维颤振激励成形方式下的成形载荷最小,且金属流速显著增大,应力场分布更加均匀。     

带钢卷取机电液伺服跑偏控制系统特性分析

该文在分析了电液伺服系统数学模型的基础上,对液压元件进行了静、动态计算及分析,并用MATLAB中的动态仿真工具SIMULINK构造了电液伺服控制系统仿真模型并对其进行仿真,从而得到更为优良的设计参数,使系统更加完善。     

FL-51风洞阵风发生器电液伺服控制系统

针对FL-51风洞的阵风模拟需求,研究了电液伺服摆动缸独立驱动叶片的阵风发生器,通过结构解耦、控制同步的方式,简化了发生器结构,从而降低了运动过程中与叶片及洞体的耦合振动。研究了高频同步位置伺服控制算法,提高了发生器叶片的摆动幅度和频率,实现了发生器不同振幅、不同频率、不同波形的组合运动。通过装置测试与阵风流场校测,结果表明:电液伺服摆动马达驱动能力强、动态高、生成的正弦波精度高,在来流风速70 m/s下可稳定工作,能产生符合测试要求的高品质单频和多频阵风。     

基于协同仿真的输弹机动力学建模与分析

以某自行火炮输弹机为研究对象,以建立能逼真反映其动力学特性的虚拟样机模型为方法。针对目前机电液耦合仿真常见方法中存在的不足,选择了适合于大型复杂系统耦合仿真的协同仿真方案。基于Pro／E和ADAMS建立的输弹机机电液耦合虚拟样机,较好地解决了机电液耦合、多碰撞变拓扑等建模难点,并通过VV＆A验证了虚拟样机的置信度,为复杂机电液耦合系统的动力学分析提供了有益参考。     

基于磁流变效应的深孔切削颤振抑制装置研究

在孔加工过程中,深孔加工机床出现的颤振会导致加工精度降低、加工效率下降、刀具与机床寿命缩短以及产生有害噪声。通过对颤振产生的机理进行分析,设计了基于磁流变效应的自适应颤振抑制装置;建立了深孔加工的动力学模型与动力学方程,并通过MATLAB Simulink进行仿真分析;在不同转速下对比安装与未安装减振器系统的振动情况,验证了该装置对颤振的抑制作用。     

电液式大功率清洗装置的设计

对于污物重的大型、复杂零部件的清洗,已有的清洗方法难以实现大功率,为了解决这个问题,提出了电液式大功率清洗装置。其核心零件是2D四通转阀,通过控制2D四通转阀阀芯旋转可实现激振频率的控制,改变待清洗零件振动的快慢;控制阀芯轴向滑动可实现激振幅值的控制,改变待清洗零件振动的幅值。该装置采用2D四通转阀带动液压缸中的液压杆前后移动,从而带动清洗盒前后快速振动,剥离被清洗物表面的污垢,从而达到洗净目的,实现大功率清洗。通过数据采集系统实现对液压系统的控制、可视化实时数据采集、显示和保存。基于电液式大功率清洗的工作与控制原理搭建实验平台并做实验。结果表明：该电液式大功率清洗装置可达到下限频率为2669 Hz,实现大功率清洗。     

高频电液振动台振动特性实验研究

传统电液振动台由于受伺服阀频响特性的限制,其工作频率难以提高到较高的水平。为此提出一种基于2D激振阀的高频电液振动台,由于2D激振阀是一种特殊结构的转阀,通过提高2D激振阀阀芯的转速可以使电液振动台的工作频率实现大幅提高。分析了高频电液振动台的工作原理,并建立了其数学模型,为了验证理论分析以及高频电液振动台工作时的实际输出振动波形,设计了高频电液振动台并进行了实验研究。实验结果表明：基于2D激振阀的电液振动台能大幅提高振动频率,振动台输出的振动频率达到800Hz,远远高于现有传统电液振动台的振动频率。     

电液装岩机工作机构的工作过程仿真

对电动液压铲斗式装岩机（简称电液装岩机）的工作机构进行运动学、动力学分析和建立数学模型,并对其工作过程进行计算机仿真。根据仿真结果,对装岩机工作机构各结构参数之间的关系及其对运动的影响作了全面的探讨。同时,提出了在设计中应注意的一些问题和解决的办法。     

2D阀控单出杆激振缸低频特性研究

针对传统电液激振器振动频率难以提高的现状,提出了一种基于差动连接的2D阀控单出杆液压缸的新型电液激振器。阐述了激振器的工作原理,建立了数学模型并进行了仿真分析,设计了电液激振器并进行了实验研究。理论和实验结果表明:振动频率在5Hz以下工作时,激振器输出的振动波形容易出现饱和现象;随着频率的提高,饱和现象就不容易出现。激振器输出力的大小与2D阀的轴向开口成正比关系,轴向开口越大,输出的力越大。     

离心机振动台设计与控制策略研究

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。