汽车桥壳液压胀形工艺增压系统设计

液压胀形是制造管壳类零件的一种先进成形方法。在分析汽车桥壳液压胀形工艺的基础上，设计了双级增压系统以实现液压胀形过程中低压快速充液、补液增压、高压校形以及快速泄压的工作要求。确定了压力控制路径和增压器位移路径，给出了基于位移控制为主、压力控制为辅的控制策略，并进行了生产性试验，得到了成形性较好的液压胀形汽车桥壳管件。     

管材内高压成形液压控制系统的研究

本文根据内高压成形原理设计了管材内高压成形液压控制系统.内高压成形过程中的关键问题是内高压的产生、轴向推力的控制以及两者的配合.本系统执行上下模具的合模动作,左、右冲头的推制控制,乳化液充液以及增压过程;利用增压缸产生高压内力,电磁铁的动作情况用可编程控制器进行控制;系统中所有执行元件共用一个并联液压源,提高能源利用率.     

管材液压成形中的数值模拟方法

根据动力显式增量有限元方法和BT壳单元提出了液压胀形模拟算法.该算法充分考虑了管材胀形时的液体压力加载曲线、管材外壁与模具的润滑情况、轴向进给、径向进给等实际工艺条件对管材成形性的影响,能够预测零件成形过程中的开裂、起皱等缺陷,从而优化成形工艺参数,提高零件的成形工艺性.算法具有通用性,能够模拟轴线为直线、曲线以及带径向侧冲头的各种复杂管材的成形.将算法集成到FASTAMP软件中,通过模拟三台阶轴的液压胀形,并与实验数据比较,验证了算法的准确性与实用性.     

普通液压机超高压液压胀形集成装置的研制

研制出将增压器、充液器、滑动胀形模具集成于一体的超高压液压胀形装置，该装置具有快速充填液体、产生变高压、循环过滤液体、自动控制等功能,设计中采用了过盈配合密封及组合密封技术。在普通液压机上按照给定的加载路径成功胀形出汽车桥壳设计样件，经大量反复的试制及合模后的超高压试验，证明该装置实现了设计功能，性能稳定，密封可靠。该装置的研制成功，使胀形设备得到简化，有助于降低能耗，扩大液压胀形工艺的应用范围。     

内补液增压式THF性能测试装置开发及试验研究

材料性能对液压胀形工艺(THF)及产品质量有重大影响,传统单向拉伸试验所得材料性能不能很好反映管材液压胀形性能。开发了一种简单实用可在单动压力机上使用的试验装置,可用于不同材料及尺寸管材的液压胀形试验,以确定管材胀形性能。该装置不需要复杂的外部供液系统,而是利用其内部的补液腔自动、同步地建立起胀形所需液压力及轴向载荷,两载荷比值可通过合理设计补液腔直径得到。可以实现管材自然胀形、轴向压缩胀形、两端不同约束下的胀形和一定程度的比例加载胀形。一系列胀形对比试验表明：管端约束方式对自然胀形有较大影响,而对轴向压缩胀形影响较小;液压力、轴向载荷及其比值对轴向压缩胀形有较大影响。     

基于正交试验的椭球状管件内高压胀形参数优化

椭球状吸能盒作为汽车防撞系统中重要的吸能结构,在碰撞瞬间通过塑性变形吸收大部分能量,该类管件具有分散外在均布载荷的优良力学性能,故提高此类管件的生产效率显得尤为重要。为此提出了使用内高压胀形工艺制造椭球状吸能盒的方法,此工艺实现了吸能盒轻量化,同时消除了焊缝对吸能盒力学性能的影响,从而使吸能效果较传统吸能盒大幅提升。针对椭球状管件内高压胀形参数的优化,采用有限元仿真结合正交试验的方法,分别研究了波状诱导结构直径、胀形压力以及两侧冲头轴向进给对胀形效果的影响,所得的优化参数：波状诱导结构直径为8 mm,胀形压力为25 MPa,两侧冲头轴向进给为8 mm。采用最优参数进行胀形试验,验证了基于有限元仿真结合正交试验方法获取工艺参数的正确性,并为椭球状吸能盒的制造提供了参考。     

基于多学科协同仿真的液压系统性能匹配研究

针对正铲挖掘机液压系统与工作装置负载的性能匹配问题,提出了多学科协同仿真方法,并应用于整机系统的性能仿真研究。为准确模拟挖掘机工作过程中各子系统的性能参数变化,基于多刚体动力学软件ADAMS建立了工作装置的机构仿真模型,并利用离散元仿真软件EDEM模拟了挖掘机不同进给深度的实际挖掘负载;然后,根据液压系统原理及控制方式,以AMESim为主仿真平台,建立了复合控制泵模型;最后,构建了全系统机液协同仿真模型。分别对液压系统工作过程中液压泵和各液压缸的性能参数进行了仿真验证,并模拟了不同挖掘负载对液压系统性能参数的影响变化。研究结果表明,该协同仿真方法能够用于对复杂系统进行准确、有效地建模,并验证了所设计的液压系统在多变负载工况下性能匹配参数的合理性。     

汽车异径三通管成形数值分析及试验研究

管材胀形技术是一种减重、节材、节能,且广泛应用于汽车零部件的制造技术.为研究该异径三通管的变形机制和各工艺参数的影响,基于ABAQUS软件对异径三通管进行了数值仿真,分析了成形工艺参数(过渡区圆角、摩擦因数、轴向进给加载路径)对支管高度、壁厚分布及成形载荷的影响,并对异径三通管成形工艺参数进行了优化;应用塑性有限元方法...     

低碳钢管液压胀形的数值模拟研究

基于板料成形模拟的CAE软件Dynaform,研究了低碳钢管在不同加压方式下的自由胀形,比较了单直线加压、折线加压与脉动加压三种加压方式对胀形质量的影响;同时,研究了折线加压下不同梯度的加载压力对成形的影响;在脉动加压下,研究了不同的基础压力与脉动幅值、轴向进给速度对成形的影响。结果表明,在脉动加压与合适的折线加压方式下,管材胀形区的厚度更高,成形质量较佳。轴向进给速度、脉动幅值与基础压力的大小均会对成形结果产生影响。     

半滑动式液压胀形汽车桥壳的数值模拟及成形实验

对在不同加载路径下半滑动式液压胀形工艺中的管坯预胀形及终胀形过程进行了数值模拟,分析了不同加载路径下的管坯成形情况及其周向、轴向的壁厚分布,得到了预胀形管坯壁厚分布较好的加载路径以及终胀形时可确保成形合格样件的加载路径,并在普通液压机上进行了实验验证。     

燃油泵总成管路交变压力试验机的研制

燃油泵交变压力试验机系统为低压,高频,长寿命的液压控制系统,本文详细介绍了液压系统和控制系统的设计。     

水平定向钻机液压系统的设计与分析

水平定向钻机的液压系统是实现其各执行机构运动与控制的关键系统。基于水平定向钻机的结构特点和作业要求，设计了由动力头行走（钻进／回拖）子系统、钻杆旋转子系统以及辅助子系统组成的液压系统，利用功率键合图法对其关键系统进行建模，利用Simulink软件对模型进行仿真分析，得出其动态特性和参数影响关系，并以降低高压油路压力为目标，对系统部分参数进行了优化。分析和设计结果为水平定向钻机疲压系统的进一步完善设计与应用提供了依据。     

MTS809材料试验系统改造与扩展

基于电液伺服技术的材料或结构试验系统主要由四个子系统组成:机械-动力(源)子系统、传感-伺服(阀)子系统、采集-控制(器)子系统、温度-环境(箱)子系统。先进的材料试验系统的更新换代主要体现在控制系统的更新上。MTS809是典型的拉扭组合材料试验系统,原采用的是模拟控制技术,因时间久远,其控制部分现已不能正常使用。试验系统的功能主要由控制系统和液压夹具等附件实现,由于原设备并未配备通用液压夹具,其试验功能受到限制。针对这两个问题,设计和实施了MTS809材料试验系统的升级改造及其功能扩展项目,项目内容包括配置全数字控制系统、多功能液压夹具和直线作动器。实践表明:新配置的数字控制系统具有较高的控制精度,操作简便;INSTRON液压夹具功能齐全;直线作动器可进行小型结构试验,拓展了材料试验系统功能。     

数控车床液压卡盘夹紧控制系统的研究

主要研究数控车床液压卡盘夹紧控制系统,建立了动力卡盘的夹紧力和转速之间的关系模型,分析了基于供油压力随速度变化的夹紧力补偿,设计了动力卡盘的夹紧控制系统的油路,通过试验验证了采用液压压力补偿的卡盘控制系统具有较好的高速性能。     

面向大型机床再制造的进给系统动态特性

大型机床进给系统的再制造必须考虑大型部件的空间分布特性对进给系统动态响应的影响。针对某大型铣齿机床,采用分布参数建模方法描述细长滚珠丝杠副的传递子系统,采用集中参数建模方法描述交流伺服驱动子系统和工作台驱动子系统,并通过转速关系将3个子系统耦合起来,形成进给系统的分布集中参数模型。通过理论模型仿真与试验结果比较,证明建立的分布集中参数模型符合物理系统的真实性,能够准确地描述大型机床进给系统的动态响应特性。在此基础上进一步讨论不同分布特性影响下,分布集中参数模型和单纯集中参数模型动态响应的变化,结果表明,两种模型的动态响应差异会随着系统惯量的变化而改变,这为大型机床进给系统的设计、控制提供了参考依据。     

机电一体化系统概念设计的基本原理

本文提出了机电一体化系统主要由广义执行机构子系统、信息处理及控制子系统、传感检测子系统组成。机电一体化系统从实质来说是现代化的机械系统。广义执行机构子系统由驱动元件和执行件（或执行机构）组成,用来传递动力、完成运动。信息处理及控制子系统由电子计算机来完成,传感检测子系统由传感器来实现,它们是现代机械系统重要的特征。由驱动元件和执行件（或执行机构）组成的广义执行机构子系统,是现代机械系统又一重要特征,构成了可控的传动和执行系统。由于三个子系统均以功能来划分,因此形成了较为合理的机电一体化系统的概念设计框架模型,有利于深入开展机电一体化的概念设计研究。     

自由锻造操作机顺应过程分析

以自由锻造操作机的一次锻打工况作为研究对象,建立锻造操作机"锻造-机械-液压"多领域耦合动力系统模型。基于模块化建模思想,模型中锻造子系统,机械子系统和液压子系统均采用状态方程统一表达,通过定义子系统间的输入输出关系,可耦合成系统的动力学模型。利用此模型对锻造操作机一次锻打过程中的顺应过程进行描述和分析,揭示了顺应运动应分为两个阶段:2自由度主动顺应阶段和3自由度主被动顺应阶段。针对某典型作业条件,分三种不同工况:缓冲缸失效、缓冲缸背压恒定以及实际作业工况,对某型号锻造操作机的顺应过程进行仿真和分析。仿真结果验证了顺应运动一方面能够保护操作装备免受过大载荷的破坏,另一方面能够改善装备的外部载荷环境,对保证锻造操作机正常工作具有重要意义,同时为操作机的设计和性能优化提供了重要的理论依据。     

漂浮基柔性关节-柔性臂空间机器人运动非线性滑模控制及双重弹性振动主动抑制

讨论了漂浮基柔性关节-柔性臂空间机器人系统的动力学建模过程、运动控制律设计及关节和臂双重弹性振动的抑制问题。利用动量、动量矩守恒关系和拉格朗日-假设模态法对系统进行动力学分析,并建立系统动力学方程。基于奇异摄动法,将系统分解为三个相互独立的子系统：仅表示系统刚性运动的“刚性关节-刚性臂”慢变子系统、仅表示柔性关节引起的系统弹性振动的“柔性关节-刚性臂”快变子系统和仅表示柔性臂引起的系统弹性振动的“刚性关节-柔性臂”快变子系统。分别针对三个子系统设计适当的控制律,其中非线性滑模控制方法用来实现空间机器人期望运动轨迹的渐近跟踪,速度差值反馈控制器用来抑制柔性关节引起的系统弹性振动,线性二次型最优控制器用来抑制柔性臂引起的系统弹性振动。因此,系统的总控制律为三个子系统的控制律组成的混合控制律。仿真实验证明所提出的混合控制律能够保证系统的控制精度,且能够有效地抑制柔性关节和柔性臂引起的系统弹性振动。     

一种钢板预弯机夹紧梁的新型液压夹紧装置

针对钢板预弯机夹紧梁快速动作时回程缸活塞杆被拉断,以及弯边时夹紧梁不能可靠夹紧钢板,提出了一种新型夹紧梁液压夹紧装置。该装置配有由蓄能器与高压小流量液压泵组成的节能型液压系统,以及能够使下夹紧梁跟随下模梁完成快速上升和快速回程的下模导向架。装置试验结果表明,两个夹紧缸同步运动误差在1 mm之内,夹紧力满足设计要求,夹紧梁运行稳定、可靠。     

大型液压阻尼器试验台架设计及分析

针对大型液压阻尼器试验系统设计了一种电液伺服加载试验台架。台架设计了卧式四导向柱结构及带液压夹紧装置的可移动支座,以满足台架输出加载力大及不同规格试验件安装空间可调的功能需求。运用有限元方法,采用ANSYS软件,校核了台架强度和刚度,并对影响夹紧力的因素及台架振动特性进行了仿真分析。仿真结果表明,台架强度和刚度均满足要求,台架固有频率远高于其加载工作频率,不会发生共振;夹紧力大小与夹紧缸和导向柱之间距离成正比,与导向柱和支座配合间隙以及支座厚度成反比。该研究实现了试验台架总体结构设计及夹紧装置的优化,对于大型电液伺服加载试验台架的实现具有指导意义。