装载机工作装置液压系统热特性

根据主要元件的产热和散热特征,建立液压系统热平衡数学模型。基于ADAMS和AMESim软件建立了装载机工作装置的动力学仿真模型和热液压系统联合仿真模型。仿真结果表明:由各种阀的功率损失而产生的热量约占总产热量的40%,是系统主要的产热源;液压油通过散热器前、后的温差约为10℃,散热器散热功率较低;环境温度越高热平衡温度越高。为了增大散热量,将风扇由机械驱动改为温控液压驱动,同时并联温控节流阀,结构改进后系统散热效率明显提高,热平衡温度满足工作要求,研究结果对装载机整车热管理系统的结构优化和控制策略的制定提供了指导。     

履带车辆自动变速系统动力学模型

对履带车辆自动变速系统的动态特性进行了全面分析,通过对试验结果的回归分析得到液力变矩器的原始特性,根据行星变速器的传动原理,建立了三自由度行星变速器的动力学模型,为自动变速系统的智能控制和仿真分析奠定了理论基础.     

液力变矩-减速装置制动特性流场分析

为准确获取液力变矩-减速装置的制动特性,建立了某型液力变矩-减速装置制动工况下各叶轮及辅助液力减速器流道模型。运用CFD技术分析了液力变矩-减速装置泵轮、涡轮闭锁状态下在1000～2000r/min转速时的各叶轮及辅助液力减速器流道内部速度流线、压力场分布特点,并进行了制动特性仿真计算。仿真结果与实验结果对比计算误差在10%以内,表明仿真方法和仿真模型准确、可靠。     

精密数控机床多主轴系统热平衡试验

对现有的精密数控机床主轴系统进行常规工况实验和空运转实验,提出一种数控机床热平衡试验方法,通过该实验方法可以获得数控机床主轴系统的热敏感点、温度场数据和热位移场数据以及热平衡时间等热态特性,以校验理论仿真分析,并建立误差模型,从而实现对主轴系统热特性的快速校核与加工误差补偿.在具有3个独立磨头主轴系统的直线滚动导轨精密曲面成形数控磨床上,开展多主轴系统热平衡试验方法的具体案例研究,获得了其中两个理论上相同的立式磨头的主轴系统温升变化曲线、热变形变化曲线和热平衡时间等不同的热态特性,论证了多主轴热平衡实验对于消除多主轴机床差异性上的重要性,弥补了多轴系统热态特性分析在理论上分析的不足.通过将热平衡试验获得多主轴系统的热态特性结果用于指导热误差补偿工作,减小了机床热误差控制及补偿难度,提高了机床加工直线导轨曲面精度与工作效率.     

精密数控机床多主轴系统热平衡试验

在对现有的精密数控机床主轴系统进行常规工况实验和空运转实验研究基础上,提出一种数控机床热平衡试验方法,通过该实验方法可以获得数控机床主轴系统的热敏感点、温度场数据和热位移场数据以及热平衡时间等热态特性,以校验理论仿真分析,并建立误差模型,从而实现对主轴系统热特性的快速校核与加工误差补偿.在具有3个独立磨头主轴系统的直线滚动导轨精密曲面成形数控磨床上,开展多主轴系统热平衡试验方法的具体案例研究,获得了其中两个理论上相同立式磨头的主轴系统的温升变化曲线、热变形变化曲线和热平衡时间等不同的热态特性,论证了多主轴热平衡实验对于消除多主轴机床差异性上的重要性,弥补了其在理论上分析的不足.同时,通过热平衡试验获得多主轴系统的热态特性结果,用于指导热误差补偿工作,减少机床热误差控制及补偿难度,提高机床加工直线导轨曲面精度与工作效率效果明显.     

车用PEMFC发动机热管理系统设计与仿真分析

以100 kW车用PEMFC发动机系统为研究对象。首先,基于结构设计、原理分析和热管理性能要求,运用V模型设计了一套PEMFC发动机热管理系统;然后,通过热平衡计算完成对关键零部件的选型与性能匹配,并运用AMESim软件搭建系统一维仿真模型;最后,以零部件进出口温度和温差为评价指标对不同工况进行仿真分析和台架测试,通过对比分析验证设计的有效性。结果表明：峰值工况下冷却液出口温度达到极限值,其余工况下系统各部件均在正常工作温度范围内,同时模型仿真数据与台架测试数据相对误差均在5%以内,说明该系统满足设计要求且模型具有较高的可信度,可为车用PEMFC发动机热管理系统设计提供一定的指导。     

基于克里金和粒子群算法的装载机铲掘轨迹规划

以某50型轮式装载机为研究对象,结合其行驶、作业特性和自身结构特点,联合RecurDyn和EDEM建立了包含物料信息的装载机铲掘特性仿真模型。归纳驾驶员经验分析了装载机铲掘散状物料的过程,构建了能反映铲斗满斗率和燃油消耗量综合性能的装载机铲掘性能指标。针对不同工况和不同铲掘轨迹参数下的装载机铲掘性能,基于Kriging方法建立了不同工况下铲掘性能关于铲掘轨迹参数的近似响应关系,采用粒子群算法对其进行优化,得到了不同工况下的理论铲掘轨迹参数。分析结果表明:优化后的铲掘轨迹参数所对应的装载机铲掘性能将会得到明显提升。     

工程车辆液力机械传动效率控制

为了解决大功率推土机在液力工况下持续作业时油温过高导致作业效率下降的问题,在对液力机械传动系统动力学模型研究的基础上,构建了系统动力学仿真模型及其效率控制系统模型。通过构建Isight与Simulink的联合仿真平台,采用拉丁方试验设计方法,对效率控制系统PID参数进行优化。仿真及试验结果表明:采取作业延迟作用及重载预判等技术手段对液力传动系统效率进行控制,可使液力变矩器在高效区域内工作,有效地抑制推土机液力传动的高温过热问题,提高了推土作业效率。     

ISG型混合动力汽车中液力变矩器与发动机的匹配优化

针对ISG型混合动力汽车传动系结构,开展了液力变矩器与发动机和ISG电机的匹配优化研究.首先,建立了匹配计算模型,得到其共同工作的输入输出特性曲线.然后,根据混合动力汽车整车性能的要求,建立了以液力变矩器循环圆直径为设计变量,整车性能指标为目标函数的优化模型,通过一维寻优求解得到最优解.利用软件平台,建立了整车动力学模型,在选定循环工况下,对优化前后整车性能进行了仿真.结果表明：优化后整车起步性能获得提高,燃油经济性得到明显提升.     

基于复杂性测度的变矩器流场仿真湍流模型稳健性分析

为研究液力变矩器流场仿真常用湍流模型的稳健性问题,对基于ANSYS/CFX的某液力变矩器流场仿真系统,分别采用15种湍流模型进行抽样计算。并基于蒙特卡罗法,对系统输入变量进行服从正态分布的微小扰动,分别在低速和高速两种计算工况下,对每种湍流模型进行200次抽样。基于复杂性测度理论,将获得的输入输出数据进行了复杂性分析,在此基础上,对仿真系统拓扑结构稳健性和输出变量的稳健性进行了计算,并给出了各种湍流模型稳健性的定量指标。分析结果表明:在变矩器流场性能仿真中,剪应力输运模型的综合稳健性最好。     

基于遗传算法的液力变矩器性能参数优化研究

针对提高液力变矩器计算工况最高效率的要求,依据一元流束理论以及能量守恒定律,提出了以计算工况液力变矩比最大为目标函数的优化设计模型,采用遗传算法对各工作轮的叶栅进出口角度进行优化,并将该方法应用于YB380型液力变矩器叶栅进出口角度的优化．结果表明,通过优化使计算工况最高效率由0．866提高到0．9,从而证明所提出优化设计模型的准确性,     

8挡自动变速器系统压力与流量控制阀设计及动态仿真

系统压力与流量控制阀对自动变速器性能的影响非常重要。为此,文章将理论计算模型和动态仿真模型相结合,设计出一种全新的前置前驱8挡自动变速器（8AT）系统压力与流量控制阀。通过理论计算设计系统压力与流量控制阀的尺寸结构,并建立前置前驱8挡自动变速器液压系统动态仿真模型;通过仿真结果和理论计算结果的对比,验证仿真模型的正确性;以该仿真模型为基础,对系统压力与流量控制阀的压力和流量的仿真结果进行分析。结果表明:当设计系统压力与流量控制阀并对其性能进行分析以优化时,运用动态仿真方法是有效快捷的;在实际的工业应用上,将理论计算模型和动态仿真模型相融合是切实可行的。     

船式拖拉机悬挂液压系统热平衡研究与优化设计

针对船式拖拉机悬挂液压系统因油温过高而影响作业效率问题,构建船式拖拉机悬挂液压系统AMESim热平衡仿真模型,通过对原有系统仿真结果与理论计算结果进行对比,来验证系统热仿真模型的正确性。根据仿真结果对原有悬挂液压系统进行优化设计,使其满足系统散热要求。试验验证,该方法有效,对液压系统热平衡研究具有借鉴意义。     

压水堆核电二回路系统汽轮机功率计算

基于常规热平衡方法和等效热降基本理论,研究压水堆核电机组二回路热力系统高压抽汽和高压再热抽汽的耦合特性,推导出压水堆核电二回路系统汽轮机功率和各种辅助汽水成分进(出)二回路热力系统的分析计算模型,并对900MW压水堆核电机组二回路热力系统进行了实例计算,所得结果与常规热平衡法完全相同.     

装载机卸载工况动臂油缸回缩现象分析

针对装载机在最高位置卸载工况下动臂油缸的回缩现象进行了机理分析,提出一种基于ADAMS优化举升机构倍力系数从而解决动臂油缸回缩的方法。搭建了工作机构运动学ADAMS仿真模型及工作液压系统AMEsim仿真模型,并通过实验验证了仿真模型的正确性。构建目标函数及约束函数后,通过ADAMS寻优得到新的的工作机构铰点坐标。仿真优化结果表明,在满足装载机其他工作性能的前提下,卸载工况举升倍力系数提高了30.8%,动臂油缸回缩量减小了89.3%,为今后工作机构的设计提供了理论基础。     

并联式混合动力装载机的参数匹配

为提高混合动力装载机的节能效果,提出了一种针对并联式混合动力装载机动力系统参数匹配的方法。分析了混合动力装载机系统结构、工况特点及控制策略,提出了优化目标函数及约束函数。对某5t混合动力装载机的主要元件进行了参数匹配,在此基础上利用粒子群优化算法对传动系统参数进行了优化。仿真研究结果表明:参数匹配后系统装机功率和油耗降低、效率提高。经优化后的系统油耗更低。     

面向典型换挡工况重构的参数化试验载荷模型

为解决非平稳随机循环载荷条件下传动试验台架载荷表达问题,提出一种面向典型换挡工况重构的参数化试验载荷模型. 以装载机典型换挡工况变速器传动轴为研究对象,基于小波变换级数分解的方法将其所受非平稳随机载荷数据分解为非平稳的确定性分量（趋势项）与平稳的随机性分量（随机项）;对具有非平稳随机特性的趋势项采用均方根值加权分段函数拟合实现参数化表达,对具有平稳随机特性的随机项在Parseval定理基础上建立随机谐和函数表达,并将两分量表达函数重构,实现参数化试验载荷模型的表达;用小样本装载机整机试验数据验证了面向典型换挡工况重构的参数化试验载荷模型的有效性、非平稳随机特性和非平稳随机相关性,模型可作为装载机典型换挡工况变速器传动轴台架试验的载荷表达. 研究结果对非平稳随机循环载荷条件下试验台架载荷重构具有工程化价值.     

重型车开式液力减速器温度场分析

采用计算流体动力学(CFD)方法,对循环圆直径为468mm的开式液力减速器进行了温度场计算。经过仿真计算和分析,得到在全充液工况下液力减速器温度与转子转速的关系曲线,并对其内部温度场进行了分析。在此基础上,对开式液力减速器在相同转速、不同充液率的工况下进行了数值计算,得到温度与充液率关系曲线。通过仿真分析,为开式液力减速器在各个档位制动时的热交换问题提供了重要的理论依据。     

液力变矩器动态特性辨识实验研究

用系统辨识的方法建立了液力变矩器动态特性模型,编制了系统辨识仿真软件。通过实验对所建模型的参数进行了识别。结果表明,采用系统辨识的方法对液力变矩器动态特性进行研究是可行的,而且具有较高精度。     

液力减速器叶片前倾角度三维集成优化

为了对液力减速器叶片前倾角度进行参数优化,建立了液力减速器叶栅参数三维集成优化仿真平台。以叶片倾角为设计变量,三维CFD分析作为求解器进行试验设计,并根据试验样本结果构建响应面法模型(RSM)进行优化,得到一套最优的动、定轮叶片倾角参数。就叶片倾角参数对液力减速器内流场特性、制动外特性的影响进行了分析,并结合试验数据对优化前后制动性能进行了对比。结果表明,优化仿真平台精度较高,结果可信。优化后的液力减速器制动性能显著提高。