液压仿真技术的应用与发展

本文在简单回顾液压仿真技术的发展之后,着重介绍了仿真技术及其在液压领域的应用,论述了液压建模与仿真技术的方法和几个关键问题,并从不同的侧面介绍了一些软件,最后综述了液压仿真技术未来的发展趋势。     

液压系统故障诊断

在使用液压设备时,液压系统可能出现多种多样的故障,介绍了液压系统产生故障的一些征兆及对液压系统故障进行诊断的一些方法。     

基于液压恒压网络系统的液压变压器控制液压缸系统

利用液压变压器实现了无节流损失地将直线负载直接连接到液压恒压网络系统。通过控制液压变压器的控制角来控制液压变压器输出油液的流量和压力,从而控制液压缸的位置和速度,用以满足负载不同工况的要求。在对液压变压器的特性进行研究的基础上,推导了液压变压器的流量和压力公式,建立了液压变压器控制液压缸系统的数学模型。提出了液压变压器平衡角的概念,推导出其表达式。对系统进行了仿真实验研究。结果表明,液压变压器具有良好的伺服性能。     

基于AMESim的工程车辆液压悬架系统仿真

为研究液压悬架系统中各主要参数对控制车体垂直位移的影响,在建立的单轮1/4车液压悬架数学模型基础上,运用AMESim软件进行了1/4车液压悬架建模与仿真分析.通过仿真,将液压缸和伺服阀不同规格参数对液压悬架在阶跃激励下车体垂直位移的影响结果进行了比较,结果表明,AMESim在液压悬架系统仿真中的有效性为整车液压悬架仿真研究提供了参考.     

液压系统故障诊断的灰色理论方法探讨

从液压系统及其故障的特殊性出发,提出液压系统是个灰色系统、液压系统故障具有灰色性质,从而为灰色系统理论应用于液压系统的故障诊断提供了前提。鉴于液压系统的状态特征参数存在三种不同模式,针对运用灰色关联方法进行液压系统故障诊断时所面临的问题提出了解决办法,并在齿轮泵故障诊断实验研究中得到了验证。结果表明,在信息量不多的情况下,灰色关联分析方法是液压系统状态识别与故障诊断的一个有效工具。     

液压系统故障诊断

在使用液压设备时,液压系统可能出现多种多样的故障,介绍了液压系统产生故障的一些征兆及对液压系统故障进行诊断的一些方法.     

乳化液煤层液压钻马达结构研究

乳化液煤层液压钻可取代煤电钻而广泛用于煤壁钻孔作业,并且由于其本身无电源,消除了因电火花而引发的事故隐患,尤其适合于高瓦斯煤矿使用。乳化液液压马达是液压钻的关键部件,为了提高液压钻的综合性能,综合分析了乳化液煤层液压钻液压马达的性能参数,各种类型马达的结构形式及存在的问题,在此基础上提出了多齿轮液压马达的结构原理,分析了该液压马达的工作原理、平均扭矩和转速。乳化液煤层液压钻使用多齿轮液压马达作为其驱动元件,可有效解决普通齿轮马达扭矩不足以及乳化液对马达机体的腐蚀问题。     

绳锯机液压控制系统研究

研制了绳锯机手动液压控制系统,并在工程实践中得到了检验.将液压伺服阀引入液压控制系统,建立金刚石绳锯机径向进给速度液压闭环控制系统,建立了液压伺服阀控速度控制系统模型,在模型基础上进行频率特性仿真分析.     

液压自紧身管力学性能数值模拟

为研究液压自紧身管的力学性能,利用ANSYS软件对普通身管发射时的各项应力进行数值模拟;对9个不同液压作用下的身管的液压自紧进行了数值模拟,得到液压自紧身管的各项残余应力;再对9个不同液压自紧后的身管施以相同的膛压,模拟了液压自紧身管在发射时的各项应力.最后对普通身管和液压自紧身管在相同膛压作用下的等效应力进行了对比.通过对比等效应力分布,找出了最佳的液压范围和最佳的超应变.     

QUY50A液压履带起重机提升机构液压系统动态仿真

通过取一定工况 ,在液压履带起重机提升机构液压元件数学模型的基础上 ,建立了液压系统的数学模型 ,得到输入输出传递函数 ,简化传递函数 ,系统仿真采用状态空间法研究其过渡过程品质。仿真过程中确定了各主要参数 ,且通过改变一些参数来研究系统的动态特性。并在样机上进行了实验验证 ,研究结果表明实验和仿真结果动态曲线比较吻合。因此提升机构液压系统建模、仿真可作为今后液压履带起重机液压系统改进、设计的依据。对提升机构液压系统动态特性的研究 ,同样也适合履带起重机其它液压系统 ,对其它工程机械液压系统提供借鉴     

液压变压器四象限工作特性研究

对液压变压器工作于四象限的特性进行了研究,建立了液压变压器四象限工作的动力学模型.对液压变压器四象限工况下,液压蓄能器流量特性、液压恒压网络系统压力特性以及液压变压器控制角特性进行了仿真研究,结果表明:随着负载的变化,液压恒压网络系统压力波动范围不超过3%,基本保持为准液压恒压网络系统,而液压蓄能器的流量以及液压变压器的控制角则呈非线性增加或减小.     

液压系统压力故障的分析与维修

通过在用的油压机及压皮机液压系统压力故障的维修，分析液压系统压力故障现象与成因的关系，并介绍了液压系统压力故障的一般分析思路和维修方法。     

300TYYJ-四柱式液压机油路控制系统的改进设计

对300TYYJ－四柱式液压机生产电缆母线槽的油路控制系统进行了分析与研究，并对油路控制系统进行了改进设计，解决了液压机高压保压时的压力下降问题，克服了活动平台停止后，向上移动引起的压力波动冲击问题，为今后该类油路系统的设计与改进提供了理论依据和技术上的支持。     

基于数字液压缸组的波浪能装置压力匹配

为了解决分布式波浪能装置液压传动系统中不同支路液压油汇集时的压力不均衡问题,提出新型的数字液压缸组以替代常规的液压缸. 该液压缸组由多个面积不同的液压缸组成,由高速开关阀控制液压缸组切入传动系统的液压缸数目,这意味着可以控制不同液压支路的压力以实现不同支路之间的压力匹配. 通过建模仿真和半物理试验表明,与基于传统的液压缸的分布式波浪能装置相比,基于数字液压缸组的分布式波浪能装置能够有效减少在不同波浪载荷作用下的不同液压支路的压力不平衡,系统中不同浮力摆均能够吸收波浪能对外做功,驱动液压马达稳定持续运行.     

起始水力梯度对真空预压下砂井地基固结过程的影响

针对粘土中孔隙水渗流存在起始水力梯度的现象,将考虑起始水力梯度的非Darcy渗流方程引入传统的砂井固结理论对其进行修正,并给出了真空预压下砂井地基固结近似解。探讨起始水力梯度对真空预压下砂井地基固结过程的影响,包括渗流前锋面的运动规律、孔隙水压力的分布变化规律和平均固结度的变化规律。结果表明,由于存在起始水力梯度,会延缓真空压力的传播,进而影响孔隙水的渗流和整个土层的固结速度。起始水力梯度越大,滞后现象越明显。此外,起始水力梯度的存在将使平均孔隙水压力逐渐趋于某一稳定值,但无法达到真空压力,所以最终平均固结度将小于100%,且其值随起始水力梯度的增大而减小。     

Simulation and Experimental Study on Influence of Multi-port Integrated Hydraulic Transformer Port Number on Transformer Ratio Characteristics

端口数对集成式液压变压器变压比特性影响仿真与实验研究

刘成强¹,罗念宁² ,刘畅¹,周连佺³,张磊¹

（1. 徐州工程学院 机电工程学院,徐州 221018;

2. 哈尔滨工业大学（威海）海洋工程学院, 威海 264209;

3. 江苏师范大学 机电工程学院,徐州 221116）

摘要：集成式液压变压器结构紧凑,压力调节过程没有节流损失,在压力共轨静液传动系统中有着广泛的应用。集成式液压变压器是通过在配流盘上设计3个以上的配流端口实现的,不同端口数的集成式液压变压器的变压特性不同。本文对端口数对集成式液压变压器变压比的影响进行了研究,得到3端口、4端口、5端口集成式液压变压器的变压比特性,并搭建3端口、4端口集成式液压变压器的实验台并进行了实验研究,仿真结果与实验结果相吻合,为集成式液压变压器的设计研究提供了理论依据和实验基础。

关键词：集成式液压变压器,配流盘端口数,变压比,仿真与实验研究

     

基于节流阀的进口节流调速系统动态特性研究

在进口节流调速系统中,负载的变化特别是阶跃变化,液压缸两腔压力会发生动态变化,甚至还会引起系统中液压元件损坏,影响液压系统的正常工作.以节流阀进口节流调速系统为例,建立以负载作为输入,液压缸无杆腔压力作为输出的系统数学模型,得到了液压缸无杆腔压力超调量的变化规律,并对理论推导与分析进行了试验验证,修正了液压元件主参数(额定压力)选择的计算公式,为系统设计以及元件参数选择提供依据.     

井下低频脉动水力压裂技术参数优化及现场应用

对于地层压力高、岩石破裂压力大的储层,水力压裂施工面临井口泵压大、设备要求高的难题。井下低频脉动水力压裂技术通过在井底产生低频脉动,可以显著降低岩石起裂压力和延伸压力,提高压裂增产效果。通过室内实验以及理论计算,对低频脉动水力压裂技术的脉动频率及脉动压力幅值两个关键参数进行了优化。结果表明:当脉动频率为20 Hz时,岩石的破坏最为严重; 脉动频率越高,振幅衰减越快; 岩石的抗压强度与脉动压力幅值成反比,幅值越大,岩石的抗压强度越低。最后,在陕北地区低渗透油田进行了3口井的低频脉动水力压裂现场试验。试验结果表明,低频脉动水力压裂后的试验井与相邻常规压裂井相比,砂堵问题明显减少,且在降低施工压力方面具有显著效果。     

岩盐水压致裂溶解的数值模拟

在建立岩盐水压致裂溶解过程的固流传质耦合数学模型的基础上，对该过程进行了数值模拟．由模拟结果分析得出，岩盐水压致裂溶解过程裂缝的扩张以及裂缝宽度的变化受水压和溶解双重因素的影响．水压较大时，裂缝扩展速度快，水压对裂缝张开起主导作用；而裂缝内空间增大，会导致缝内水压降低，此时裂缝扩展速度也随着降低，当缝尖压力接近临界破裂压力时，裂缝停止扩张，缝内压力趋于稳定，此时岩盐溶解对裂缝张开起主导作用．     

Phenomenon of methane driven caused by hydraulic fracturing in methane-bearing coal seams

The methane concentration of the return current will always be enhanced to a certain degree when hydraulic fracturing with bedding drilling is implemented to a gassy coal seam in an underground coal mine. The methane in coal seam is driven out by hydraulic fracturing. Thus, the phenomenon is named as methane driven effect of hydraulic fracturing. After deep-hole hydraulic fracturing at the tunneling face of the gassy coal seam, the coal methane content exhibits a ‘‘low-high-low" distribution along excavation direction in the following advancing process, verifying the existence of methane driven caused by hydraulic fracturing in methane-bearing coal seam. Hydraulic fracturing causes the change of pore-water and methane pressure in surrounding coal. The uneven distribution of the pore pressure forms a pore pressure gradient. The free methane migrates from the position of high pore(methane) pressure to the position of low pore(methane) pressure. The methane pressure gradient is the fundamental driving force for methane-driven coal seam hydraulic fracturing. The uneven hydraulic crack propagation and the effect of time(as some processes need time to complete and are not completed instantaneously) will result in uneven methane driven. Therefore, an even hydraulic fracturing technique should be used to avoid the negative effects of methane driven; on the other hand, by taking fully advantage of methane driven, two technologies are presented.