先导式膜片电液开关阀水锤压力预测及实验

液压冲击是影响膜片电磁阀频繁启动和可靠运行的重要因素,根据先导式膜片电液开关阀产生的关阀水锤压力作用机理及经验公式,提出通过分析稳态管道流速和瞬态关阀时间来预测水锤压力特性的方法,在此基础上建立先导式膜片电液开关阀的稳态流场有限元模型和关阀过程数学模型,探讨关键结构参数对水锤压力的影响规律,并确定样机设计参数。实验结果和仿真结果基本一致,表明该方法可以准确预测水锤压力,样机在0.1~0.5 MPa范围内水锤压力近似成比例线性增加,且在0.5 MPa压力下瞬间关阀产生的水锤压力小于0.1 MPa,满足膜片电液开关阀对关阀水锤压力标准的要求,可用于远距离的流体输送系统。     

水压插装式三位四通电磁换向阀动态性能分析

介绍了一种水压插装式三位四通电磁换向阀的工作原理,建立了水介质条件下插装式电磁换向阀的AMESim仿真模型,通过仿真优化得到插装式电磁换向阀的最优结构参数及其动态特性曲线,并加工出原理样机进行了试验研究。试验与仿真结果基本相符,证明该水压换向阀具有高压、大流量、响应速度快等特点,可广泛应用于海洋探索、海洋开发、海水淡化等领域。     

海洋钻井天车升沉补偿系统隔离阀设计及仿真研究

为了保障海洋钻井天车升沉补偿系统正常工作,遇到钻井事故时保证人员和设备的安全,根据系统工作原理设计了隔离阀的液压系统原理图,搭建AMESim仿真模型,进行动态特性分析和结构参数优化。结果表明：设计的液压系统具有自动关闭、手动关闭、保持常开和复位的功能,满足实际工况的需求;通过NLPQL算法进行结构参数优化,优化后隔离阀响应时间缩短,发生钻井事故时天车速度明显降低,性能显著提高;隔离阀关闭过程中无压力冲击现象,系统运行平稳。     

Examination of cavitation-induced surface erosion pitting of a mechanical heart valve using a solenoid-actuated apparatus

Several factors, including peak dp/dt of the ventricular pressure and maximum closing velocity of leaflet have been studied as indices of the cavitation threshold. In the present study, just before closing velocity of the leaflet has been studied as indices of the cavitation threshold, and cavitation erosion on the surface of a mechanical valve was examined by focusing on squeeze flow and the water hammer phenomenon during the closing period of the valve. A simple solenoid-actuated test device that can directly control the valve closing velocity was developed, and opening-closing tests of 3,000 and 40,000 cycles were performed at various closing velocities. There was a closing velocity threshold to occur erosion pitting of valve surface, and its value was about 0.4 m/s in this study. Cavitation-induced erosion pits were observed only in regions where squeeze flow occurred immediately before valve closure. On the other hand, the number of the pits was found to be closely related to an area of water hammer-induced pressure wave below the critical pressure defined by water vapor pressure. Therefore, it was concluded that cavitation is initiated and augmented by the two pressure drops due to squeeze flow and water hammer phenomenon, respectively.     

水压马达配流副椭圆形织构表面流场分析*

为了探究椭圆形织构化表面对水压马达配流副流体动压润滑性能的影响,构建椭圆形织构配流副表面的全水动压润滑模型,采用CFD的方法分析在不同尺寸、不同面积率条件下,两旋转表面摩擦润滑性能的变化规律。结果表明：不同尺寸的椭圆形织构表面均能产生良好的流体动压润滑性能;不同尺寸椭圆形织构的水膜承载力随面积率的变化呈现出不同的变化规律,但相同尺寸的织构表面随面积率的变化呈现出相同的变化规律,且转速越大,规律性越明显;在相同面积率下,转速越高,织构的水膜承载力越强;不同尺寸椭圆形织构在各自最优面积率下的水膜承载力不同,其中长轴、短轴分别为1.6、0.8 mm的椭圆形织构表现出最优的水膜承载性能。     

长距离管道有压自流输水工程末端阀门的选择

为防止发生水锤事故,长距离管道有压自流输水系统末端设置的控制阀门关阀时间一定要充分,关阀时间由仿真数值计算确定。给出的末端阀作为边界条件的数学模型适用于蝶阀、活塞阀等诸多阀型。长距离管道自流输水系统的末端阀推荐采用活塞阀,末端阀为活塞阀的自流输水系统推荐的关阀方式是线性关阀。     

高性能蒸汽安全阀背压腔压力试验研究

采用试验研究的方法对高性能蒸汽安全阀背压腔内部压力在开启关闭过程的压力建立进行测量研究,得到背压腔压力在安全阀动作过程中的变化曲线,分析了背压调节装置对背压的影响。     

DIAGNOSTIC RULE EXTRACTION FROM TRAINED FEEDFORWARD NEURAL NETWORKS

This paper describes a method of extracting diagnostic rules from trained diagnostic feedforward neural nets that are constructed to recognise different mechanical faults using automated weight and structure learning algorithms. The rule extracting method is based on an interpretation that considers hidden neurons as partitions in the input space. An initial set of rules is then generated from the training data and the subspaces defined by the partitions. A procedure consisting of a number of algorithms is then used to simplify and reduce the set of initial rules step by step. To demonstrate and evaluate the rule extraction method, diagnostic rules for detecting a high-pressure air compressor's (HPAC) suction and discharge valve faults were extracted from static measurements including temperatures and pressures of various stages of the compressor.     

基于应力均匀化的超纯水隔膜阀隔膜优化

超纯水隔膜阀具有结构简单、耐化学腐蚀、低离子析出等优点,多用于半导体行业,隔膜的疲劳破损是影响隔膜阀寿命和设备可靠性的关键性能指标。通过COMSOL模拟了隔膜启闭过程中的应力变化情况,并详细分析了隔膜工作时的受力特点。结果表明:隔膜启闭过程中受到的应力与阀口开度成线性关系,且阀口开度最大时出现峰值;对于小流量、低流速的超纯水隔膜阀,隔膜失效的主要因素是隔膜启闭过程中机械拉伸引起的疲劳损坏;优化后的隔膜在工作时的应力趋于均匀化,对进一步提高其工作寿命具有良好的工程指导意义。     

基于Maxwell电磁阀的开关动态响应研究

针对电磁阀开启和关闭响应时间相互影响的问题,基于Maxwell建立了电磁阀瞬态场三维模型,对影响电磁阀性能的关键因素进行仿真研究。根据力学方程、电路方程和磁路方程搭建了电磁阀运动模型,并分析了电磁阀材料的选择。仿真结果表明,增大弹簧刚度会使电磁阀上升时间和关闭响应时间延长;弹簧预紧力会使开启延迟减少的同时使关闭延迟增大;工作气隙越小的电磁阀开启响应越快且关闭响应减慢;磁感应强度在B-H曲线“膝点”附近会有更好的响应特性。通过仿真分析,为电磁阀设计参数的选择提供了新的思路和解决方案。     

阀门密封结构中超弹性接触问题的有限元分析

针对超弹性密封材料的特点，采用增强的拉格朗日接触算法，对阀门密封结构中的M形橡胶圈进行了非线性有限元分析，给出不同位移压缩下密封界面上的接触压应力以评价密封性能，并对影响密封性能的密封基座的工艺因素进行了讨论，为阀门密封件的设计、优化提供理论依据。提出了超弹性接触类问题的有限元求解法，包括模型的简化、橡胶材料参数的确定以及如何选用合适的接触算法。     

换向阀启闭特性对流量测量试验的影响分析

针对航空液压泵流量测量系统中换向阀的启闭特性对流量测量准确性影响较大、启闭过程耗时不等造成测量误差等问题,分析了换向阀在测量系统中的工作原理,针对换向阀建立了流量及阀芯的力平衡数学模型。利用AMESim软件建立了系统仿真模型并对其进行仿真研究,得到了不同系统压力和不同转速下,换向阀启闭过程对系统流量测量的影响,为进行现场测试提供了理论依据。同时,对不同型号、不同工况下被试液压泵的大量试验结果与仿真结果进行了比较,发现两者基本一致,试验结果为航空液压泵流量测量系统的设计提供了理论依据以及实际测试数据的支持。     

基于AMESim的长江船闸液压启闭机液压系统中插装式平衡阀稳定性分析

以长江船闸液压启闭机液压系统为对象进行研究,利用AMESim软件搭建该液压启闭机液压平衡回路仿真模型,并对整个船闸开启过程和关闭过程中插装式平衡阀内主阀芯弹簧刚度等主要参数进行单因素仿真。利用统计学分析这些单因素参数对长江船闸液压启闭机液压系统稳定性的影响。基于L₂₅(5⁴)正交试验,采用方差和极差分析法处理液压缸运行的压力曲线,得到选择范围内最佳的参数组合。结果表明：平衡阀内控制阻尼孔和主阀芯刚度等主要参数对液压缸运行压力和速度平稳性会产生重要影响,且通过正交试验可知较优参数组合为：阻尼孔尺寸0.71 mm,主阀芯弹簧刚度402 N/mm,主阀芯弹簧预紧力60 N,单向阀芯弹簧刚度3.87 N/mm。为螺纹插装式平衡阀的设计及液压启闭机液压系统参数优化提供指导。     

纯水高速开关阀的设计与耦合仿真分析

设计了一种纯水高速开关阀，考虑阀中电磁回路、机械部分、液压系统之间的强耦合作用，建立了耦合数学模型，并利用专用软件构建了耦合仿真模型。仿真发现，当控制脉冲采用过小或过大的占空比时，开关阀流量控制会出现死区及非线性特征；而采用较大占空比时，开关阀流量受压降影响相对较小。由于阀芯与阀套间存在较大的粘性阻尼与摩擦力，阀芯位移的阶跃响应曲线并未出现超调现象，阀芯稳定时间较短，但受电磁铁磁滞的影响，阀芯关闭时间大于开启时间；同时发现阀芯线性度随控制脉冲频率的增大而降低，减小开关阀的开启、关闭时间，有利于扩大阀芯的线性度范围。     

Producer’s behavior analysis in an uncertain bicriteria AGV-based flexible jobshop manufacturing system with expert system

Here, an approach for finding an optimal path in a flexible jobshop manufacturing system considering two criteria of time and cost is proposed. A network is configured in which the nodes are considered to be the shops with arcs representing the paths among the shops. An automated guided vehicle functions as a material handling device through the manufacturing network. To account for uncertainty, time is considered to be a triangular fuzzy number and apply an expert system to infer the cost. The expert system based on fuzzy rule backpropagation network to configure the rules for estimating the cost under uncertainty is proposed. A multiple linear regression model is applied to analyze the rules and find the effective rules for cost estimation. The objective is to find a path minimizing an aggregate weighted unscaled time and cost criteria. A fuzzy dynamic programming approach is presented for computing a shortest path in the network. Then, a comprehensive economic and reliability analysis is worked out on the obtained paths to find the optimal producer’s behavior. Finally, an application of the model is illustrated by a numerical example. The results show the effectiveness of our approach for finding an optimal path in a manufacturing system under uncertainty.     

直行程电动阀门执行器支架优化设计与测试

直行程电动阀门执行器广泛应用于各类直线运动阀门的启闭、调节,直行程阀门执行器支架起到连接执行器与阀门的作用。针对某公司直行程阀门执行器支架存在的问题进行优化设计,通过有限元分析对优化前后支架的质量、应力分布、疲劳寿命及安全系数进行对比,结果显示,着重考虑轻量化的优化设计并未降低支架的安全系数及疲劳寿命,反而均有所改善。对样品进行推力实验,结果表明零件有允许值范围内的变形但未损伤,进一步对应力集中、安全系数低的部位进行探伤测试,图像显示并未损伤,优化设计可行,极大地节约了成本并提高了安装便捷性。     

Design of a neuro-fuzzy–regression expert system to estimate cost in a flexible jobshop automated manufacturing system

We propose a cost estimation model based on a fuzzy rule backpropagation network, configuring the rules to estimate the cost under uncertainty. A multiple linear regression analysis is applied to analyze the rules and identify the effective rules for cost estimation. Then, using a dynamic programming approach, we determine the optimal path of the manufacturing network. Finally, an application of this model is illustrated through a numerical example showing the effectiveness of the proposed model for solving the cost estimation problem under uncertainty.     

AT换挡回路比例阀电磁铁结构优化设计

比例电磁阀是自动变速器换挡回路的重要组成部件,它的特性影响到整个换挡回路的特性。采用Ansys Maxwell软件对比例电磁铁的磁场强度和电磁力特性进行仿真计算,并利用磁路分割法将比例电磁铁整体的磁路简化提高计算速度,以提高电磁力-电流特性曲线比例线性阶段的线性度为目标对该比例电磁铁进行结构优化。通过仿真验证对比,优化后比例电磁铁电磁力-电流特性曲线比例线性段线性度的方差较优化前有明显降低。     

基于响应曲面法的煤油发动机气门正时优化

利用基于仿真的响应曲面优化方法,对改型的煤油活塞发动机气门正时多目标优化问题进行了研究。建立了发动机性能仿真模型,以进气/排气正时、点火提前角为优化变量,以提高有效功率和降低燃油消耗率为设计目标进行了响应曲面优化。分析结果表明：相对于原汽油机,改型的煤油机进气门开启时刻要推迟,排气门关闭时刻要迟后,并且要提前一定的点火提前角,以得到最佳的发动机性能;同时,应用响应曲面法可以提升仿真优化的效率。     

混合动力汽车能量管理策略的四步骤设计方法

以行星齿轮结构的混合动力汽车的动力系统为研究对象,提出了一套能量管理策略的四步骤设计方法。第一步,引入混杂动态系统理论来描述既有离散事件动态系统特征又有连续变量动态系统特征的混合动力系统;第二步,利用序列二次项规划算法和动态规划算法分别求解出最佳功率分配和最佳工作模式切换序列的基本规律;第三步,建立基于规则和模糊规则的能量管理策略;第四步,利用遗传算法对第三步已经建立的工作模式切换规则和功率分配的模糊控制规则中的参数进行优化,以获得更佳的控制效果。