基于Simulink的液压缓冲器动态特性分析

为研究液压缓冲器的缓冲特性,根据伯努利方程建立了该液压缓冲装置的数学模型。利用Simulink的图形化建模仿真工具,在该平台下搭建了缓冲器的计算模型,根据Simulink模型对结构参数进行了仿真计算,并分析了流液孔等参数对缓冲性能的影响。分析结果表明:沟槽起始深度越深、节流口长度越短,缓冲的效果越好。该模型为液压缓冲器提供了一个参数化的设计工具,便于不同工况下的液压缓冲器设计,具有一定的工程意义。     

液压缓冲器节流杆优化设计

对液压缓冲器节流杆进行优化设计。建立液压缓冲器节流杆优化模型,以节流杆尺寸参数为设计变量,以缓冲过程平均减速度和最大缓冲行程为目标函数,通过线性组合法构架多目标评价函数,采用多岛遗传算法,寻求节流杆尺寸的最优设计。优化结果表明:优化后的节流杆具有更好的缓冲性能。对该型液压缓冲器的改进设计提供了一种可行的方案和参考。     

一种多孔式液压缓冲器的设计与优化

针对目前多孔式液压缓冲器优化设计中缓冲曲线不够理想,且未全面考虑结构参数影响的设计优化问题,建立多孔式液压缓冲器的数学模型和AMESim仿真模型,对活塞直径、复位弹簧刚度、环形间隙、阻尼孔间距和孔径等主要结构参数进行仿真研究;以此为依据,基于遗传算法对其主要结构参数、阻尼孔间距和孔径进行优化,结果表明:优化后的缓冲器峰值压力降低13%,平均阻抗力提高6%,缓冲曲线更加接近理想缓冲曲线。     

车用液压缓冲器动态特性研究

为研究履带车辆平衡肘限位液压缓冲器的工作特性,在分析液压缓冲器缓冲机制的基础上,建立了缓冲过程的数学模型.采用四阶龙格-库塔数值计算方法,运用MATLAB编程进行仿真计算,得出缓冲器动态特性曲线.对影响液压缓冲器缓冲特性的因素进行了分析.研究结果表明:合理选择活塞与缸壁的缝隙、节流孔的大小及位置对缓冲器的缓冲性能非常重要;冲击载荷的初速度对缓冲器的最大缓冲力影响很大,而冲击质量对最大缓冲力影响很小.     

船舶靠泊防撞液压缓冲系统研究

给出船舶靠泊防撞装置及液压缓冲系统,详细阐述其工作原理,对系统元件进行选型,建立船舶撞击防撞装置的系统数学模型,基于Simulink进行系统仿真研究,得到船舶位移速度变化曲线和缓冲油缸工作腔压力流量变化曲线,最后研究溢流阀预压缩量和船舶等效质量对系统缓冲性能的影响。仿真结果表明:溢流阀弹簧预压缩量和船舶等效质量对系统动态性能均有较大影响,弹簧预压缩量增大,船舶位移和缓冲时间均减小,缓冲油缸工作腔压力增大,弹簧预压缩量对工作腔流量没有影响;船舶等效质量增大,船舶位移和缓冲时间均增大,船舶等效质量对缓冲油缸工作腔最大压力和最大流量也没有影响。     

基于AMESim的双向液压锁动静态特性的分析

建立了带有双向液压锁的锁紧回路的AMESim仿真模型,仿真分析了在油缸负重下,液压锁内阀芯复位弹簧刚度对液压锁及其回路动、静态特性的影响。结果表明:油缸在保压锁紧时,液压锁阀芯不同的复位弹簧刚度影响液压锁闭锁时阀口的大小,进而影响油缸下滑量大小。研究结论为液压锁的设计及锁紧回路参数匹配提供了理论依据。     

一种被动式液压缓冲器原理及工作过程仿真研究

提出了一种被动式液压缓冲器的设计方案,对其工作原理进行了分析,建立了缓冲过程的数学模型,并仿真研究了缓冲器不同参数对缓冲效果的影响.仿真结果表明:缓冲器的结构参数、初始速度和负载质量均对缓冲加速度波形影响较大,可以通过调整缓冲器的结构参数获得满意的缓冲效果.     

落锤式油压缓冲器性能试验台开发及应用

试验是优化和改善缓冲器性能的重要手段.介绍一种落锤式油压缓冲器性能试验台的开发和应用.试验台采用伺服电机和丝杆传动将冲击质量块提升到一定高度后释放,使其自由下落并对缓冲器进行冲击,同时采集冲击过程中的力和位移值,评价缓冲器的缓冲性能.试验结果表明:试验台采集的数据能真实反映缓冲器在各种工况下的性能,为该类缓冲器的结构优化和性能改善提供了参考.     

某型发动机用减压阀性能建模研究

设计一种直接作用式波纹管减压阀,介绍其工作原理,基于计算流体动力学方法对其内部流场进行分析;运用力学方程、流量方程和连续性方程建立其数学模型,利用AMESim仿真软件对其静态特性进行分析,并通过试验验证仿真模型准确性;分析主要结构参数如主弹簧刚度、弹簧腔及反馈腔阻尼孔直径、阀芯直径以及阀芯及波纹管组件质量对其动态特性的影响。结果表明：增大主弹簧刚度、弹簧腔及反馈腔阻尼孔直径,均能改善减压阀的动态特性;增大或减小阀芯直径和阀芯及波纹管组件质量,对其动态特性影响较小,但阀芯直径的增大,会使得出口稳定压力也相应增大。     

一种多孔式液压缓冲器的设计与缓冲特性研究

设计了一种新型液压缓冲器,基于MATLAB仿真得出了多孔式液压缓冲器的阻尼孔总面积随位移的变化曲线,给出了等间距、不同孔径阻尼孔排布的设计方案;基于AMESim对该缓冲器的工作过程进行了仿真分析,得出该液压缓冲器内腔压力变化曲线、运动体速度变化曲线和运动体位移变化曲线,通过对固定阻尼式和渐变阻尼式缓冲器内腔压力的对比研究,评价了上述两种方式对缓冲特性的影响,为缓冲器的详细设计提供了理论依据。     

非平稳工况下液压马达转速波动机制分析

针对液压马达驱动负载系统中,马达输出轴的转速波动特性直接影响负载工作稳定性和可靠性的问题,建立典型液压马达-负载系统的动力学模型,阐明液压马达等效弹簧扭转刚度的计算方法;根据非线性动力学原理,分析等效液压弹簧扭转刚度和摩擦转矩对系统转速波动特性的影响机制,提出利用高频采样计数方法对转速波动进行测试与分析。理论分析与实验结果均表明：非线性摩擦转矩、输出容积脉动、负载转矩、油液有效体积弹性模量等因素的变化影响系统的转速波动特性。     

不同工况下弹流润滑与齿轮动力学耦合研究

为探究线接触下齿轮传动系统与弹性流体动力润滑的耦合特性,研究采用广义有限元法建立两级齿轮传动系统,通过有限元法求啮合刚度,考虑齿轮润滑状态下的油膜刚度效应,综合叠加齿轮油膜刚度与啮合刚度,使用Newmark积分法对动力学方程进行求解,分析了耦合润滑后不同工况下齿轮啮合位置处的动力学特性和润滑特性。结果表明：齿轮综合刚度会随转速的增加而减小,随负载增加而增大;转速相比于负载对于油膜厚度影响较大,且考虑了轴的柔性后,传动系统在共振转速区内振幅变化显著,会对油膜厚度和系统振动产生一定影响,耦合油膜后在高速共振区内齿面动载荷变化明显。     

液压柱塞式底盖机顶紧器碟簧组刚度特性及谐响应分析

为避免液压柱塞式底盖机顶紧器碟簧长期在交变载荷作用下发生纵向振动和结构损坏，结合工程实际，以顶紧器碟簧组为研究对象，利用物理试验及振动力学理论，得到碟簧不同组合型式的载荷-位移特性曲线、动静刚度比，从而确定合适的碟簧组合型式；之后进行谐响应分析，得到响应频率-振幅曲线。结果表明：摩擦阻尼是促使碟簧载荷位移特性曲线形成滞回区的主要因素，在载荷比较小时曲线接近线性，随着载荷的加大，曲线会呈现非线性特性；顶紧器动静刚度比随着碟簧对合组数的增加而下降；外界激励频率为2 100 Hz时共振振幅、von Mises应力最大，且碟簧位置III为共振的危险点。     

复合节流调速回路特性数值仿真分析

对系统各元件进行动态分析,采用状态方程法建立复合节流调速回路数学模型。基于龙格-库塔法原理对回路特性进行数值计算与分析,并基于AMESim建立复合节流调速回路的仿真模型。获得进出口节流阀的面积比、液压缸外负载等参数对液压缸运动速度、进口及出口压力的影响规律。仿真所得结果与MATLAB数值计算结果一致。在不同外负载的情况下进行实验,验证了该回路中液压缸具有较好的速度刚度及稳定性。研究结果为复合节流调速液压系统的设计、优化提供了参考。     

渐变式液压缓冲器的设计与仿真研究

为得到渐变节流液压缓冲器理想缓冲特性,提出一种基于理想缓冲过程的节流杆外部轮廓曲线的建模方法。该方法是在分析渐变式液压缓冲器缓冲机制的基础上,建立了阻尼孔两侧等流量方程,推导出节流杆的外部轮廓尺寸方程,并利用MATLAB数值分析方法,绘制出节流杆轮廓曲线。把所得的轮廓曲线应用于实际缓冲过程中,对得到的缓冲特性曲线进行分析,验证了该建模方法的可行性,并对不同冲击载荷的碰撞情况进行对比。结果表明:通过该建模方法得到的缓冲器具有理想的缓冲特性,并能安全缓冲掉小于额定值的冲击能量。     

配流阀结构特征对微型高压柱塞泵流量输出特性的影响

为满足航空泵高功率密度化要求，微型高压柱塞泵采用阀配流方式能够有效减少泄漏，提高容积效率。针对影响微型高压柱塞泵流量输出特性的主要因素，建立阀配流微型高压柱塞泵数学模型，通过AMESim搭建不同结构的单向阀配流模型，将球阀、锥阀、平板阀等不同形式的单向阀芯进行不同组合结构的建模及仿真试验，对微泵的余隙容积、斜盘倾角、负载压力及单向阀的弹簧刚度、阀芯质量等影响因素进行仿真分析。结果表明：在现有结构下，吸液阀和排液阀均为平板阀时是最优配流阀组合形式；微泵在变转速工况下容积效率稳定，阀芯质量对配流阀迟滞性影响较小；增大斜盘倾角及减小负载压力和余隙容积能够有效改善配流阀开启滞后角，进而提高容积效率。     

平稳工况下液压马达瞬时转速波动与液压系统效率关联性实验研究

为研究平稳工况下液压马达瞬时转速波动与液压系统效率之间的变化关系,采用实验验证的方法,在变转速液压实验台中,通过在LabVIEW软件中改变电机转速、设定恒定的磁粉制动器加载电压模拟工况,采集并分析恒速变载与恒载变速平稳工况条件下液压马达瞬时转速波动与系统效率的变化曲线。实验结果表明:液压马达瞬时转速波动与液压系统效率具有关联性,转速越高,液压马达转速波动越小,液压系统效率越高,反之变化情况相反;在恒载变速的平稳工况条件下,随着电机转速的增加,液压马达转速波动减小,液压系统效率增加,在低转速时效率增加明显,高转速时效率增加减缓;在恒速变载的平稳工况条件下,随着压力的增加,液压马达转速波动增大,液压系统效率减小。研究结果为变转速液压系统在平稳工况下选择合适的电机转速和负载范围、减小液压马达瞬时转速波动、提高系统效率提供了参考。     

变刚度弹簧对高压大流量安全阀响应特性的影响规律

随着煤炭综采技术的发展，液压支架受到顶板来压的强度和频率不断增强。为研究高压大流量安全阀在顶板来压时的响应特性，以典型的1 000 L/min大流量安全阀为基础研究对象，分别利用Simulink和AMESim建立模型，分析顶板来压时安全阀的弹簧刚度变化对其响应特性和启溢闭时间的影响规律。结果表明：定刚度弹簧刚度减小能有效减小超调量但阀芯震荡加剧，安全阀压力波动较大；刚度增加能使阀芯振幅减小且更快趋于稳定，但安全阀超调量增加，不利于卸荷溢流；变刚度弹簧能有效减小冲击载荷下安全阀的超调量，提高安全阀的压力控制精度，从而提高安全阀的稳定性和可靠性。此外，设计一种以氮气为气体弹簧的新结构安全阀，仿真结果表明：氮气弹簧安全阀的超调量为9.5 MPa,压力稳定时间61.4 ms,安全阀关闭时液压缸内压力为35.61 MPa,关闭延迟时间为78 ms,为高压大流量安全阀的设计提供了理论依据。     

基于Simulink液压举升缸内部缓冲机构设计分析

液压举升系统缓冲回路不仅使得系统结构复杂,而且无法实现整个举升行程的全覆盖,当运行到行程终点时,无法实现缓冲。自卸式车辆由于在举升终点要实现平稳卸货,因此需要采用其他方式实现缓冲。根据自卸车液压举升机构的结构特点,对缓冲装置进行设计,在液压缸的端部设计缓冲装置,对其工作过程进行分析,基于Simulink搭建系统的分析模型,对举升缸速度变化及各腔压力变化进行分析,并搭建液压举升机构试验台,对缓冲装置性能进行分析。对比分析可知:针对自卸车车辆设计的缓冲装置很好地实现各种举升工况性能的要求;缓冲装置作用使得系统在最大压力和最小压力均能实现稳定缓冲;举升缸伸长量模型分析结果和试验分析结果基本一致,表明设计分析的可靠性,为同类设计提供参考。