电液疲劳试验系统的变谐振控制技术研究

随着激振频率的增加,电液疲劳试验机激振输出幅值急剧衰减,激振频率和激振输出幅值两者之间存在相互矛盾的关系,因此提出了利用谐振能量来提高激振输出幅值的方案。该方案通过改变阀控单出杆液压缸无杆腔容积的方法来改变系统的谐振频率,使得谐振频率与激振频率重合,在谐振点进行激振。在对液压动力机构的运动过程进行分析的基础上,建立系统的数学模型,运用四阶龙格库塔的数值方法对其进行求解,并对仿真结果进行理论分析;理论分析表明可以通过改变无杆腔容积来改变系统的谐振频率,且在谐振点处的激振输出幅值有较大幅度的提升;从负载流量曲线上看,由于谐振能量的输出使得在谐振点处的负载流量急剧降低。最后建立实验系统对以上仿真结果进行实验验证。实验结果表明：在谐振点出的激振输出幅值为饱和输出幅值的25%左右,负载流量反而减小了90%左右;通过改变无杆腔的容积能有效改变谐振频率,拓宽电液疲劳试验机应用范围。     

电液四轴高频结构强度疲劳试验系统

电液激振器受传统的电液伺服阀频响特性的限制,其激振频率难以提高,采用2D阀替代传统伺服阀组成电液激振器的方案,该激振器通过增加阀芯的旋转速度来提高其激振频率,同时将该电液激振器应用于4轴高频结构试验系统。对试验系统的结构和工作原理进行了分析讨论,包括频率、幅值和相位的控制方法。基于系统的频响仿真分析,提出了4个作动器的同步控制策略,对理论分析进行实验验证。试验结果表明:该电液四轴强度疲劳试验系统能在40 Hz~200 Hz范围内对试验对象进行同步加载试验,其频率、幅值连续可控。     

利用速度控制抑制电液位置伺服系统冲击的方法

电液位置伺服系统在起动、换向以及动态过程中,对液压源流量的需求很大,当液压源供油能力相对不足时,产生液压冲击。为解决这一问题,提出利用液压执行器的速度信号抑制冲击的方法。通过检测执行器速度计算出执行器高压腔体积变化所产生的体积流量,当该体积流量大于液压源所能提供的最大实际流量时,冲击过程中出现暂短的压力急降现象,通过调整电液伺服阀输入信号,使执行器实际流量始终小于液压源所能提供的流量,达到抑制冲击的目的。仿真和试验均显示,该方法易于实现,可明显抑制电液伺服系统中因流量不足引起的冲击。     

电磁阀试验台的流体脉动及其消减措施的研究

对电磁阀试验台流体系统产生脉动的原因作了分析与探讨, 并应用频率特性分析法对主测试管路的频率特性进行了计算和仿真;在此研究基础上选取最佳的结构和元件参数以及采取相应的消振和滤波措施,可有效地减少和消除流体系统可能出现的压力脉动并避开谐振现象发生。该研究对相关流体控制和测试系统研发中如何避免测试管路谐振现象的发生及消减流体压力脉动和冲击具有一定的工程应用价值。     

单出杆式磁流变阻尼器弹簧活塞蓄能器的设计与研究

与双出杆阻尼器相比,单出杆阻尼器有较大的行程,更适合应用于安装空间有限的领域。设计用于平衡活塞杆进出缸     

电磁力与射流流场中压力脉动作用下伺服阀力矩马达谐响应分析

为揭示伺服阀自激噪声的产生机理,该文对伺服阀力矩马达的振动特性进行研究。通过分析喷嘴挡板式电液伺服阀的工作原理,给出了衔铁组件的受力数学模型。建立了单自由度系统的谐响应分析数学模型,分析了谐振频率与系统固有频率的关系。采用ANSYS软件对电磁场和伺服阀内部流场作用下力矩马达的谐响应特性进行了分析,得出了力矩马达关键点处不同方向上的谐响应曲线,分析了其在0~4500Hz内的谐振规律。仿真结果表明,电磁场和流场的作用会激发力矩马达的高频振动,从而可能诱发高频自激噪声。     

基于HHT的液压缸动态特性分析新方法

提出了一种基于Hilbert-Huang变换的液压缸动态特性分析的新方法：运用经验模态分解,把周期激励下液压缸油液压力波动信号分解为多个从高频到低频的本征模态函数分量,依据各分量的Hilbert边际谱以及自由振动频率信息,对各分量分类并以此为基础重构信号,提取出反映液压缸动态特性的自由振动分量。此方法在某试验台液压缸动态特性分析中,取得了良好的效果,提取出的自由振动分量,可以作为评价液压缸动态特性好坏的依据。     

汽车减振器外特性仿真与试验分析

基于减振器的工作原理、内部结构和阀系特性,利用环形薄板阀片变形微分方程以及内外径处的边界条件推导环形阀片受均布载荷作用时的挠曲变形解析式,根据流体力学缝隙流动、管嘴流动理论、薄壁小孔节流理论,建立了双筒液压减振器的详细数学模型。采用MATLAB软件进行仿真研究,计算结果与试验数据符合较好。同时用该模型分析减振器补偿阀及流通阀对减振器阻尼力的影响规律及敏感程度,得出的结论可以为减振器的设计和性能预测提供参考。     

一种返回舱座椅水平缓冲杆设计

在对典型"联盟式"返回舱座椅局部改进的基础上,建立了能够吸收水平着陆冲击能量的水平缓冲杆支撑座椅模型。基于胀环式缓冲杆的缓冲原理和工作特性,定义了典型、极限水平着陆工况和水平缓冲杆设计要求;应用三部分设计方案和优化选择程序,分别设计了各段胀环长度相等和不相等的水平缓冲杆。座椅实例设计结果表明,综合了着陆工况、缓冲原理、工作特性和优化效率各个影响因素的设计方法,具有统一、全面和高效的特点;优化的水平缓冲杆支撑座椅,实现了同时缓冲头盆向和胸背向过载、适应更宽着陆工况的目的。     

基于力耦合的非谐振单元组成的超声变幅器设计

传统的超声振动系统全谐振设计方法要求组成超声振动系统的各个单元有相同的谐振频率,各个组成单元的结构尺寸由谐振频率确定,而超声珩齿系统中的齿轮结构尺寸是由它的使用要求决定,是非谐振单元,不能用全谐振理论设计,本文采用力耦合方法,将齿轮简化为环盘,将它和变幅杆组合并联合建立动力学方程,实现了非谐振单元组成的超声变幅器的设计。     

Failure analysis of a diesel engine cylinder head based on finite element method

Macro fatigue cracks are expected to occur in valve bridges of cylinder head when engine is operating in normal working condition. In order to determine the causes of these failures, stress analysis is carried out using finite element method with a concern of temperature dependency of material properties. Mechanical and thermal properties of material tested at high temperatures are applied to the finite element analysis. Furthermore, temperatures of the cylinder head in actual working condition are measured to validate the simulation results of finite element analysis. After that, stress computation is performed and the regions of stress concentration on the flame deck surface are obtained. The analysis results of stress show that the regions of stress concentration are in agreement with the actual failure regions of the cylinder head. When analyzing the failures on the flame deck surface of a cylinder head by evaluating stress concentration, temperature’s effect on mechanical strength of material should not be ignored. The methodology of failure analysis proposed in this paper is time-saving and also relatively accurate and predictive in actual engineering practice.     

双弹簧电液激振缸振幅补偿性能的研究

传统的电液激振缸随着激振频率的提高,振动幅值急剧衰减,振幅补偿性能变差。为了解决这一问题,设计了一种双弹簧电液激振缸结构。分析了双弹簧电液激振缸的工作原理,建立了其数学模型和AMESim仿真模型,研究了激振频率、补偿弹簧刚度对其活塞杆位移的影响。结果表明：当激振频率为28 Hz、补偿弹簧刚度为31 N/mm时,激振缸活塞杆的位移增大6.24 mm,相比同一条件下的传统电液激振缸增大了15倍多;在双弹簧电液激振缸的工作过程中,其活塞杆位移振幅存在振荡区和稳定区,稳定区内的振幅大小直接决定了振幅补偿效果的优劣;在补偿弹簧刚度一定的情况下,活塞杆位移振幅不与激振频率呈简单的正相关或负相关关系,而在某一激振频率下谐振现象最明显,能使振幅补偿效果达到最优;激振频率不同,则补偿弹簧最优刚度不同,随着激振频率的提高,补偿弹簧刚度应相应增大。相比于传统的电液激振缸,双弹簧电液激振缸的振动幅值有较大提升,在工程应用中能取得更好的振幅补偿效果。     

工业厂房动力机器工作平台振动疲劳性能研究

以某烧结矿筛分室工作平台为研究对象,对不同工况下筛分室工作平台进行振动测试。时域及频域分析结果表明,工作平台存在共振现象且振动幅值超限。为掌握工作平台的振动疲劳性能,建立有限元模型,以实测振动数据作为激励,通过瞬态动力学分析,得到不同共振条件下平台的振动疲劳性能。将目前运行的三个工况的疲劳性能作为基准,发现当振动筛运行频率f_1与结构自振频率f_2相等时,节点振幅增大25.6%,疲劳寿命减小65.68%;当f_1与f_2相差20%时,节点振幅增大17.6%,疲劳寿命减小50.33%;当f_1与f_2相差40%时,节点振幅增大7.23%,疲劳寿命减小23.76%。     

基于偏载工况的装载机工作装置刚-柔耦合分析

为能够更加全面真实地反映装载机工作装置在偏载工况下的动臂受力和变形规律,利用ADAMS和EASY5软件建立装载机工作装置的刚-柔、机-液耦合的联合仿真模型。通过样机测试数据对仿真模型的正确性进行分析验证,并进一步深入探讨提升油缸的连通式和独立式连接方式对动臂受力的影响。对比分析发现：极限偏载崛起工况下,连通式的动臂最大应力很接近许用应力,因此,在交变载荷作用下很容易产生裂纹;而独立式连接方式既可以防止动臂过载,也提高了动臂的抗扭能力。这为装载机工作装置的设计提供了有益借鉴。     

Analysis of the resonant frequency of the octagonal split resonant rings with metal wires

The resonant frequency determined by octagonal split resonant rings (SRRs) is presented and analyzed. The simulated results show that the resonant frequency improves when the opening size of the SRRs becomes larger, and that enhancement of the coupling degree can improve the resonant frequency and widen the band. Four samples are designed to implement the experimental measurement. The results show that the bandwidth of the resonant frequency becomes wider when the thickness of the substrate becomes thinner, and the resonant frequency is shifted by changing the cell size. It is demonstrated that the experimental results show good agreement with the theoretical analysis.     

某型滑油冷却风扇振动特性分析

为避免工作状态下风扇转子由于自身工作转速及相关的激振频率引起的共振现象,通过试验模态分析及数值模态分析结合的方法对转子振动特性进行分析,并与改进前的转子进行对比。结果表明,以静子尾流产生的激振力对应的共振转速与转子的工作转速相接近,改进后的转子各阶固有频率提升但共振裕度减小,因此在风扇使用过程中应保证其完整性,从而避免疲劳断裂等安全隐患。     

A compact bandpass filter with enhanced stopband characteristics by an asymmetric cross-shape defected ground structure

In this paper, we present an effective technique to enhance stopband bandwidth for a bandpass filter by using an asymmetric, cross-shape defected ground structure (CSDGS). A single CSDGS can provide a higher attenuation rate near passband and broader stopband bandwidth. Moreover, with the asymmetric CSDGS, two different resonant frequencies can be excited and controlled independently, resulting in synthesizing a passband. The synthesized bandpass filter can be modeled by parallel LC resonant circuits in connection with T-networks. The bandwidth and insertion loss of this bandpass filter at 4.2 GHz is 28.6% and -1.44 dB, respectively, and 20 dB rejection in the stopband is up to four times the central frequency. All the synthesized bandpass filters have been measured and are in good agreement with simulated results.     

混凝土湿喷机摆动系统工作特性研究

为了深入了解混凝土湿喷机摆动系统的工作特性,根据摆动系统的结构及工作原理,考虑液压元件内部阀芯等零部件的运动响应时间等因素,建立了摆动系统的键合图模型和动力学方程,仿真分析了在摆臂摆动过程中恒压泵、蓄能器和电液换向阀等液压元件的工作特性,并搭建了摆臂摆动测试平台进行实验验证。研究结果表明：在摆臂运动达到稳定状态之前,恒压泵斜盘处于最大倾角状态,泵出高压油液用于左右摆动缸的运动和蓄能器充液,蓄能器气室压力随着摆臂摆动次数的增加而逐渐升高,并最终稳定在14 MPa;在摆臂运动达到稳定状态之后,恒压泵斜盘倾角在0°~19°之间周期性变化,蓄能器放液最大瞬时流量达到322.5 L/min,可实现S形分配阀在0.24 s内完成换向;摆动缸无杆腔工作压力的测试结果与仿真结果基本一致,验证了所建模型的准确性。研究结果为进一步优化混凝土湿喷机摆动系统提供了参考。     

汽车空调变排量压缩机耐久台的研制

介绍可以采用实车制冷系统的汽车空调压缩机耐久台研制方案和工作原理。该装置的主要特点包括:可以测试变排量和定排量压缩机;可以分别模拟压缩机、冷凝器和蒸发器的工作环境;可以采用实车制冷系统进行试验;可以模拟压缩机转速和冷凝器风速的对应关系;试验工况范围广、控制精度高。研制装置的试验结果表明:该装置性能满足相关标准的要求。