基于多物理量有限元模型的电磁阀失效分析

针对电磁阀失效机理不明确,缺乏有效的故障分析手段和方法等问题,设计电磁阀加速寿命实验,提出了基于多物理量有限元模型的电磁阀失效分析方法。首先利用Ansys有限元软件建立电磁阀温度场模型,计算各部件温度分布;其次将计算得到的温度作为新的载荷加入机械应力场模型求解过程中,得出由热应力和机械应力共同作用下的耦合应力值;最后在综合分析温度与耦合应力对电磁阀影响的基础上,通过实验数据和仿真结果的对比,分析得出一种电磁阀缓变失效机制。结果表明:线圈产生高温易破坏线圈绝缘层,同时由高温产生的热应力与机械应力的耦合效应会对绝缘橡胶产生挤压,温度与耦合效应的共同影响导致线圈在相互接触过程中不断短路,直至铁芯所受电磁力低于其工作阀值时不能克服弹簧的弹力运动,最后造成电磁阀的缓变失效,实验测定结果与数值仿真结果相符合。该方法可广泛适用于其它类型电磁阀的故障分析,为电磁阀的可靠性设计和延寿研究提供参考。     

对置式液压自由活塞发动机电磁阀动态响应的影响因素分析

根据对置式液压自由活塞发动机的需求,开发了大流量快速响应电磁阀,并对其动态响应影响因素进行了研究和分析。利用Ansoft Maxwell建立了电磁阀的三维有限元仿真模型,搭建了电磁阀响应速度实验测量装置,通过仿真数据与实验数据的对比得出开启时间最大偏差为0.38 ms,关闭时间最大偏差为0.67 ms,验证了该模型的准确性。仿真结果表明:隔磁垫、铁磁材料、弹簧预紧力是低压电磁阀动态响应的主要影响因素,自由升程对开启响应影响较大,而与关闭响应无关联,运动件质量的影响最小。     

高速开关电磁阀阀芯动态模型设计及研究

为了实现当前对汽车制动系统中对制动力控制的线性要求,详细研究了制动系统中核心控制部件电磁阀的结构,通过对电磁阀中重要部件阀芯的受力分析,细致分析了电磁阀阀芯的运动特性,从应用层面上给出了阀芯运动的数学模型,并针对阀芯的运动过程建立了基于实际运动的物理状态模型,建立新的动态数学模型并进行仿真。根据仿真结果对电磁阀进行实际的流量控制试验,验证得出建立的数学模型具有实际应用指导效果,并得出了电磁阀实际的运动特性与仿真模型一致的结论。     

气动柔性机械手电磁阀控制特性研究

为了探索气动柔性机械手电磁阀的控制特性,分析了电磁阀的电、磁、机械及气体流模型并推导出四者之间的耦合模型。通过matlab/simulink软件对该耦合模型进行联合仿真分析,得出了电磁阀通电时间和流通气量之间的关系以及电磁气隙和电磁阀两端压差对流通气量的影响。最后,该文建立了相应的实验验证系统,获得了与仿真分析相同的结论,验证了模型的正确性。     

基于ANSYS的电磁阀仿真与分析

在旋转导向可控偏心器中,电磁阀是泥浆泵动力可控偏心器的核心部件。该文通过ANSYS软件对电磁阀进行建模分析,加载电压施加边界条件,观察仿真结果,在后处理中可以得到电磁力,磁感应强度等,并集中计算了电磁阀中电磁力,改变气隙,得出气隙对电磁力的影响。     

液压电磁阀多物理场耦合热力学分析

电磁阀为涉及机械、电、磁和热等多物理场耦合复杂异构系统,其寿命和可靠性很大程度上取决于运行过程中产生的热。基于对某自动变速器液压比例电磁阀的结构和工作原理分析,采用二维轴对称有限元法,建立电磁阀的多物理场耦合热力学模型,仿真两种使用环境中不同工作电流下电磁阀内部的热变形及温度分布。仿真结果表明,使用环境和工作电流导致温度过高或者应力过大都是电磁阀热失效的重要原因;而且电磁阀内部的最高温度或最大应力与工作电流具有近似的线性增长关系,尤其是在散热条件差的使用环境下,电磁阀内部更易快速达到较高的温度和热应力,势必降低电磁阀的寿命和可靠性。通过与试验结果的对比分析,验证了该热力学模型具有较高的精度,可用于电磁阀的可靠性设计。     

先导式电磁开关阀的控制方法优化

踏板行程模拟装置作为集成制动系统(IBS)的关键部件之一,其作用是为驾驶员提供良好的踏板感觉,保证制动的安全性。该装置核心部件——先导式电磁开关阀的性能直接关系到踏板感觉的效果,对其进行深入的研究,建立先导式电磁开关阀不同子系统的数学模型,并运用AMESim软件搭建多场耦合模型并进行仿真,分析了环境温度、驱动电压对电磁阀性能的影响。通过仿真与实验分析发现,传统控制方法存在电磁阀发热量较大的问题,这极大地限制了电磁阀的使用。针对该问题,提出一种变电压控制方法,实验结果表明,新控制方法可以保证电磁阀长时间正常工作,有效提高电磁阀的工作能力。     

电磁阀综合性能测试台的研制

针对核电站隔离阀驱动装置中使用的安全相关电磁阀,研制了电磁阀综合性能测试台.介绍了这一电磁阀综合性能测试台的气液系统和电气控制系统,给出了电气控制策略.这一电磁阀综合性能测试台可以用于对核电站隔离阀驱动装置用安全相关电磁阀的动作电压、释放电压、响应时间、泄漏率、密封性、线圈允许温度、工作介质压力等进行试验,并可以进行循环老化试验,通过高频响应数据采集卡和Labview软件编程实现试验数据的采集、记录等功能.     

阻尼可调减振器用电磁阀研究

基于阻尼可调减振器用先导溢流电磁阀的结构特征,在Ansoft Maxwell环境下对电磁阀电磁力进行有限元仿真计算,通过对计算结果的分析获得激励电流与电磁力成近似线性关系的电磁阀行程段(0.4~1.0)mm。将电磁阀电磁力的计算结果导入AMEsim环境下的电磁阀仿真模型中,仿真分析不同电流下电磁阀特性,通过对比阻尼可调减振器的仿真与试验结果间接验证电磁阀仿真模型的正确性。在此基础上分析定值激励电流下电磁阀的压缩弹簧刚度,阀芯锥角,阀芯导向间隙对阀芯稳定开度的影响情况,仿真结果的获得可为该类型的电磁阀设计提供参考。     

高速电磁阀线圈与阀体配合气隙对电磁吸力影响研究

以制动系统液压控制单元中的高速开关阀为研究对象，研究了线圈与电磁阀配合气隙对电磁阀保压性能的影响。建立相关数学模型，对电磁阀保压工作状态的进行仿真，根据仿真模型结果对线圈与电磁阀配合气隙对电磁阀保压特性影响做相关研究。设计了保压实验来验证线圈与配合对电磁阀保压能力的试验，结果证明了理论正确性及模型在电磁阀工程设计中应用的可行性。     

基于响应面近似建模方法的换挡电磁阀模型构建

针对换挡开关电磁阀宽温域工况下可靠性不高的技术问题，以较高精度的多场耦合仿真模型实现参数优化为基础，开展换挡开关电磁阀的结构参数优化研究。构建了换挡电磁阀电磁场-结构场-温度场-流场多场耦合有限元仿真模型，通过电磁力测试、温度测试和流量测试分别校验了电磁场模型、温度场和多场耦合模型精度，满足优化设计所需模型精度要求；为了提高优化效率，基于响应面近似建模（RSM）方法完成了宽温域换挡电磁阀电磁力和应力近似模型构建。结果表明构建的电磁力响应面模型R2的值为0.987，最大应力响应面模型的R2值为0.992均大于0.9，近似模型满足设计要求可用于后续换挡电磁阀结构参数优选设计研究。     

ABS高速开关阀液压力影响因素研究

高频小流量高速开关阀用于汽车防抱死制动系统 (ABS)增压与减压的控制,在不同温度环境下,其可靠的动态特性是ABS正常工作的重要指标。高速开关阀阀芯高频运动过程中,主要受到电磁力、液压力等因素的影响。针对液压力,建立高速开关阀不同温度、阀口两端压差、阀口开度的有限元仿真模型,分析温度、阀口两端压差和阀口开度不同时,高速开关阀液压力的变化规律。仿真结果得知,在相同的阀口开度和压差下,液压力随温度的升高而减小;阀口开度越大,液压力受温度的影响越大;同一压差和温度下,液压力随阀口开度的增大而减小。通过探寻温度、阀口两端压差及阀口开度大小对高速开关阀液压力的影响,为准确研究高速开关阀动态特性提供理论依据,从而为提高汽车ABS响应特性奠定理论基础。     

电磁阀的热物理场数值仿真与试验研究

以某型航空发动机控制系统上的电磁阀为研究对象，建立其流固耦合模型，开展热物理场数值仿真研究，对其不同工况下的热物理场特性进行分析。同时搭建试验系统进行试验验证，根据试验结果对仿真模型及参数进行优化迭代，并得出结论：在实际使用过程中，电磁阀的温升主要受环境温度、外加功率、内部结构及外部热交换条件的影响，电磁阀的热物理场数值仿真结果与试验数据的最大误差为7.0%,数值仿真模型准确度较高，能有效地预测电磁阀的温度场分布。该模型可指导电磁阀热设计，具有较高的实际工程应用价值。     

冷氦增压电磁阀动力学稳定性分析#br#

对一种冷氦增压电磁阀构建了阀芯运动控制方程及AMESim模型,通过线性稳定性分析求解电磁阀的压力 流量临界稳定曲线,并开展主阀芯的扰动响应特性分析。计算结果表明,流量较小时阀芯平衡状态不稳定,受到微小扰动就会形成自激振动;随着流量增大,平衡状态逐渐趋于稳定;同一工作压力下,介质为冷氦时电磁阀的稳定性优于常温氦气和空气;增加电磁阀与孔板间的连接管路长度,能够提高阀门工作稳定性。     

高速开关阀非线性模型及其仿真研究

作为半主动控制的执行器,高速开关阀的开、关性能将直接影响半主动控制效果,对其建立准确、可信的模型并进行仿真研究是基于高速开关阀的半主动控制研究的重要环节。本文首先根据磁性材料的磁化曲线建立了高速开关阀非线性数学模型,模型中考虑了磁路中工作气隙的边缘效应及漏磁通;进而设计了试验方案,对该模型进行校验,仿真与试验结果吻合较好;最后,通过试验和仿真对影响高速开关阀性能的一些参数进行分析,并提出相应改善措施。     

高压气动大流量电磁阀设计和仿真

针对有限容积减压对控制元件的要求,设计了高压气动大流量电磁开关阀,并根据其结构,运用电磁学、热力学、流体机械力学原理,建立了电磁-气热-机械耦合的数学模型。通过电磁阀的数学模型进行了计算机仿真,结果表明:电磁阀在运动过程中分为四个阶段:先导阀触动、先导阀运动、主阀运动、主阀保持。通过分析各个电磁阀参数发现,对响应时间影响较大的是前三个阶段。采用遗传算法对主要的电磁阀结构参数和控制参数进行多参数优化,取得了较好的优化效果。     

基于深度强化学习的混合动力汽车智能跟车控制与能量管理策略研究

以研究智能混合动力汽车控制技术与深度强化学习算法为目标,首先,在两辆混合动力汽车的跟驰环境中,针对领航车提出一种基于深度值网络算法的能量管理策略,实现深度强化学习对发动机与机械式无级变速器的多目标协同控制;其次,针对跟随车建立基于深度强化学习的分层控制模型,实现面向智能混合动力汽车的上层跟车控制与下层能量管理;最后,仿真验证分层控制模型的有效性。结果表明,基于深度强化学习的跟车控制策略具有理想的跟踪性能;同时,基于深度强化学习的能量管理策略在领航车与跟随车中均实现了较好的燃油经济性;此外,基于深度强化学习的能量管理策略输出每组控制动作的平均时间为1.66 ms,保证了实时应用的潜力。     

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。     

螺管电磁阀高速开关动特性的改进方法

本文讨论并分析了影响螺管电磁阀动态特性的机械结构因素,提出了一种改进机械结构及改善电磁阀动态特性的方法,并介绍了工程应用实例。