Herschel-Quincke管用作液压脉动衰减器的滤波特性研究

Herschel-Quincke管（HQ管）广泛用于气体消声系统，且该结构声学特性研究也已成熟。鉴于此，将这种结构引入液压系统，采用一维解析法构建其数学模型，再利用三维有限元法进行验证。两种理论方法传递损失计算结果在平面波域内吻合较好，证明了截止频带内采用一维解析法研究液压脉动衰减器声学特性是可行的。利用一维解析法对HQ管用作液压脉动衰减器的滤波特性进行了研究，结果表明，只要分支管道长度以及横截面积选取合理，HQ管是可以用于液压系统压力脉动衰减的。     

一种复合式广谱液压脉动衰减器的设计与分析

为了降低液压泵出口的压力脉动,设计了一种复合式广谱液压脉动衰减器。该衰减器由1个扩张室、2个容积室、2个限流管和8个质量室构成。通过对复合式广谱液压脉动衰减器的参数进行合理配置,可实现对多个频率段的脉动进行衰减。采用插入损失来评价复合式广谱液压脉动衰减器的衰减效果,利用MATLAB软件对其衰减效果进行仿真,并分析了脉动衰减器主要结构参数与衰减效果的关系。结果显示,该液压脉动衰减器在20～1000 Hz的脉动频率范围内具有良好的衰减效果。复合式广谱液压脉动衰减器结构紧凑,衰减频率带变宽,衰减效果好,符合设计要求。     

腔室截面形状对扩张室液压脉动衰减器滤波特性的影响

将气体消声器设计理论中的格林函数法扩展到计算和分析具有矩形、正方形截面的扩张室液压脉动衰减器的滤波特性,在平面波截止频率范围内,这两种截面型式脉动衰减器的插入损失理论曲线与实验测量结果吻合较好,证明了该方法同样可用于计算矩形和正方形截面的扩张室压力脉动衰减器的滤波特性。而针对圆形截面,为避免坐标系变换带来的麻烦,引入消声器声学特性研究中最常使用的一维解析法,其计算结果也与实验测量值吻合良好。通过对这三种不同截面扩张室脉动衰减器插入损失的比较,可以得出：控制扩张室腔体截面周长一定的前提下,在2 kHz测试频带内,圆形截面具有最优的滤波特性,正方形截面次之,而矩形截面脉动衰减性能最差。     

基于耳蜗基底膜仿生原理的液压脉动衰减器滤波特性研究

为解决液压系统中由于压力脉动引起的振动和噪声问题,从仿生学角度出发,根据人耳听觉形成过程及耳蜗基底膜的宽频振动响应特征,研究耳蜗基底膜振动的"空间-频率"特性,提出一种仿耳蜗基底膜振动特性的液压脉动抑制方法。设计一种以仿生膜片为共振体的结构紧凑灵巧的液压脉动衰减器,克服了传统液压脉动衰减器结构复杂、体积庞大的缺点。基于流固耦合原理,分析仿生膜片在压力流体中的振动特性;结合管路动态特性,建立脉动衰减器的传递矩阵模型,用插入损失对脉动衰减性能进行评价;通过脉动衰减器样机的试验检验其滤波减振性能。理论和试验结果表明该液压脉动衰减器能够有效衰减液压系统有效频率的压力脉动,并且在较宽频带内有较好的滤波效果,实现了广谱滤波。     

薄板振动式液压脉动衰减器滤波特性

为解决液压系统中由于压力脉动而引起的振动和噪声问题,提出一种薄板振动式液压脉动衰减原理,用弹性薄板代替结构振动式液压脉动衰减器的振动质量块,使静力平衡孔和平衡腔的流体构成一个赫姆霍兹谐振系统,弹性薄板与流体耦合振动构成一个受迫振动系统,实现了结构谐振与流体谐振的共同滤波,解决了传统液压脉动衰减器体积庞大的缺点.基于管路动态特性,结合具体的负载,建立薄板振动式液压脉动衰减器的传递矩阵模型,对压力脉动的衰减特性进行仿真,分析主要结构参数与压力脉动衰减性能的关系.根据仿真分析结果完成了流体滤波器样机的制作,对样机进行相关的试验研究,并将理论计算与试验结果进行比较分析.理论和试验研究表明薄板振动式液压脉动衰减器在很宽的频率范围内有良好的滤波效果.     

航空过滤器压力脉动衰减抑制机理分析

应急放能源系统是飞机液压系统失效时用于飞机起落架收放的应急动力单元,但该系统存在压力脉动大导致系统不稳定等问题,严重影响飞机的运行安全。利用航空过滤器内部腔体形成压力脉动衰减器对脉动进行抑制。采用压力波声学传播理论及Comsol Multiphysics进行了有限元建模及仿真,得到过滤器腔体直径、腔体长度、入口直径、出口直径为影响过滤器传递损失的关键参数。通过实验测试,过滤器后压力脉动幅值由20.9±0.44 MPa衰减至20.9±0.15 MPa,衰减效果良好,增大腔体直径后脉动抑制效果进一步增强,与仿真结果一致。验证了过滤器压力脉动建模仿真方法的正确性,也为小流量液压系统过滤器设计提供了新的思路。     

基于CFD的液压脉动衰减器频率响应分析方法

对液压脉动衰减器用CFD软件进行了数值仿真计算,得到了其频率响应。利用M序列压力信号模拟压力激励,并考虑流体的可压缩性,在层流状态下对液压脉动衰减器进行了CFD数值模拟。在利用FFT得出其频率特性后,将数值模拟模型与传统精确分析模型进行了对比,并将该方法用于一种复杂结构衰减器的频率特性计算。结果表明:该计算方法所得结果与传统精确分析模型结果一致,这对复杂模型的分析具有实际意义。     

多孔阻尼对脉动衰减器传递损失的影响

为研究多孔阻尼对脉动衰减器传递损失的影响,提出了一种具有多颈部的三自由度脉动衰减器,通过建立脉动衰减器等效力学模型,分析流体阻尼类型和颈部结构参数对系统传递损失的影响规律,给出了脉动衰减器的设计方法.结果发现:随着流体阻尼非线性程度增加,准确定义流体类型对评估系统传递损失有显著提升;增加阻尼孔数目,可拓宽系统共振频带和...     

新型管路液流脉动衰减器的数值与试验研究

载流管路中的液流压力脉动是造成管路系统振动的主要原因,因此消减液流脉动对管路安全具有重要意义。本文根据声学滤波器的基本原理设计了一种新型实用的液流脉动衰减器,通过数值仿真软件FLUENT建立了该衰减器的二维非稳定流动模型,并推导了管路中柱塞泵输送液流的入口条件,分析了不同频率下衰减器的液流脉动衰减性能。在数值模拟的基础上制作了脉动衰减器的实物模型,设计并搭建了柱塞泵管路实验平台,对脉动衰减器的相关性能进行了试验研究。通过数值模拟结果和试验数据的对比分析,发现该液流脉动衰减器具有作用频带宽、液流脉动衰减效果好的特点。此外,该衰减器结构紧凑、安装维护简单,便于工程实际应用。     

模态共振液压脉动衰减器仿真与实验研究

为了衰减液压脉动,提出一种模态共振液压脉动衰减器结构,利用共振板的多模态拓宽衰减频率范围。当液压油的脉动频率接近共振板的某一阶固有频率时,就会激发相应的振型将该频率成分的脉动能量最大限度衰减掉。选择合适的材质,合理设计共振板的结构使共振板固有频率分布得均匀而密集,使模态共振脉动衰减器具备广谱消声效果。用LMS Virtual.Lab对模态共振液压脉动衰减器进行声振耦合模态计算,并进行样机试验测试。研究结果表明:模态共振液压脉动衰减器结构紧凑、消声频率广、消声效果良好。     

并联式液压脉动衰减器薄板模态及衰减效果研究

液压泵油压脉动引起液压系统振动与噪声,减小液压系统油压脉动对于提高执行机构精度具有重要意义。设计制造了一种四薄板并联的液压脉动衰减器,分析了它的工作原理和固有频率,然后利用ANSYSWorkbench对其进行仿真分析,并在液压实验台上进行了液压系统油压脉动抑制效果的实验。通过仿真与实验结果对比表明,并联式四薄板型油压脉动衰减器在较宽的频率范围内有较好的衰减效果。     

共振型液压脉动衰减器研究现状及展望

压力脉动通常被认为是振动和噪声的主要来源,使用合适的方法衰减压力脉动对液压系统的减振降噪有着十分重要的意义。共振型液压脉动衰减器由于能够有效衰减固有频率附近的压力脉动、压力损失小、变换类型多、成本低、可靠性高,在实际中得到了广泛的运用。在归纳总结国内外研究现状的基础上,将共振型脉动衰减器分为H型、多腔体型、流体-结构耦合振动型三类,并分别阐述各个类别的研究进展及使用性能。对各个类别的共振型脉动衰减器性能特点进行比较以方便用户合理选用设计。针对现存技术存在的不足,阐述今后研究的重点方向并指出紧凑性好、通用性高、频率适应性强是未来共振型液压脉动衰减器的发展趋势。提出一种新型拓扑结构的共振型脉动衰减器,该种衰减器能够灵活调整自身形状以适应严苛的安装空间要求。     

直通穿孔管阻性消声器声学特性分析的新传递矩阵法

基于现有文献建立的直通穿孔管阻性消声器声学特性的一维解析模型,将传统传递矩阵法和精细积分法相结合,提出了一种新的传递矩阵法,并应用于分析直通穿孔管阻性消声器声学特性。通过与相关文献和有限元分析结果进行对比,表明新传递矩阵法能够有效计算穿孔管消声器的声学特性,并可提高计算效率。将新传递矩阵法应用于分析此类消声器结构参数对声传递损失的影响,可为该类消声器的研究提供更为便捷的研究手段。     

内插锥管扩张室消声器消声性能的仿真分析

基于声学有限元法与流体力学混合仿真方法,探索内插锥管对扩张室消声器传声损失和气流再生噪声的影响。结果表明:锥管的方向对其传声损失没有影响;锥度变化对截止频率处的传声损失有影响;锥管长度的影响与锥度有关,大锥度锥管长度将影响内插管对扩张室消声器消除部分通过频率的效果。同时,反流内插锥管比直内插管扩张室消声器的流体再生噪声平均小10d B左右。     

多腔穿孔消声器传递损失理论计算与结构优化

多腔穿孔消声器能够有效抑制涡轮增压发动机的中高频率宽频噪声。结合传递矩阵法和无流状态下的穿孔声阻抗模型,在线性假设的条件下,提出了多腔穿孔消声器的声学计算方法,并对某消声器进行了传递损失的预测,利用声学有限元法计算传递损失并与理论分析进行对比。运用双声源法测量消声器的传递损失,验证了解析算法的可靠性。在此基础上,提出了一种新型的多腔穿孔消声器结构,研究了穿孔腔间隔距离对性能的影响,并采用遗传算法对消声器进行声学优化。结果表明,优化后的传递损失曲线与目标曲线吻合良好,能满足消声要求。     

结构参数对抗性消声器性能影响分析

加装消声器是控制车辆噪声最有效最直接的方法,其既允许气流顺利通过,又有效阻止或减弱声能向外传播。针对扩张室消声器中的抗性结构进行分析,建立其有限元模型,运用SYSNOISE进行声学性能分析,对比分析扩张比、扩张室长度、膨胀腔数量、有无内插管等对传递损失影响;基于FLUENT进行空气动力性能分析,对不同扩张比、带内插管等结构阻力特点进行分析。析结果可知:简单扩张腔,扩张比决定消声量;而扩张室的长度则对消声频率起决定作用,其增加,则使得传递损失的带宽却随之减少,而通过的频率数目则增加;通过布置内插管,可以有效增大消声频带;膨胀腔数量与传递损失呈正相关,其增加时,消声频率则变宽,而通过的频率数目则相应减少;不同扩张比扩张室消声器的阻力损失相差不大,但阻力损失的基值比较大,是一种阻力损失相对比较大的消声器结构;带内插管扩张室消音器压力损失明显减小;分析结果为此类设计提供参考。     

不同进/出口分布的消声器性能研究

基于Virtual.Lab的声学有限元模块对简单扩张腔消声器的传递损失进行了数值模拟,并和平面波理论进行了对比,模拟了在不同的进出口分布的情况下的传递损失并进行了对比分析。基于Fluent流体仿真软件计算了不同的进出口分布的情况下的扩张腔消声器的压力损失大小。结果表明,当进口或者出口位于扩张腔轴线上时,另一个出口或者进口偏离轴线的距离越大,消声效果越好而流场效果越差;当进出口同时偏离轴线时,偏离的距离越大,消声效果和流场效果都会变的越差。     

矩形薄板振动式液压脉动衰减器模态分析

针对液压系统压力脉动提出一种矩形薄板振动式压力脉动衰减器结构,利用矩形薄板的各阶模态来达到宽频带压力脉动衰减效果。当液压油的脉动频率接近共振矩形板的某一阶固有频率时,就会激发相应模态振型将该频率成分的脉动能量以最大限度的衰减掉。运用ANSYS Workbench对共振板进行湿模态分析,得到前12阶固有频率与振型。分析结果表明:矩形薄板振动式压力脉动衰减器结构紧凑,各模态频率分布均匀且密集,具有扩宽液压压力脉动频率带效果,适应不同工况工作。     

弹簧式液压脉动衰减器特性研究

车辆液压系统脉动式流量输出会造成管路的疲劳破坏。脉动衰减器作为输流管路的辅助部件,在压力吸收方面起重要作用。建立了脉动衰减器的数学模型,根据实际情况确立了脉动衰减器的参数,进行数值模拟,分析了无脉动衰减器时管路的压力波动情况;通过实验测量了脉动衰减器前后管路的压力波动变化情况。研究证明所设计脉动衰减器能够有效降低管路压力脉动,且对宽频域压力波动均有明显抑制效果,为液压系统管路波动抑制提供了方法支撑。     

分流管对抗性消声器性能影响研究

抗性消声器的声学性能与空气动力学性能互相制约,为了提高抗性消声器的空气动力学性能,采用CFD法对添加了分流管的单腔体及多腔体扩张式消声器进行阻力损失分析。对比不同结构因素对阻力损失和传递损失的影响,结果表明:气体在扩张腔中分流可以起到降低阻力损失的作用;对于分流管单腔体消声器空气动力性有所提升但声学性能有所降低;对于分流管双腔体消声器空气动力性和声学性能均有所提升。此外采用CFD+Virtual.Lab联合仿真方法对各个结构的偶极子气动噪声进行分析,结果表明消声器复杂的内部结构在提升空气动力性的同时会增大气动噪声。