压力脉动衰减器的仿真及实验研究

该文通过频率法与CFD仿真相结合,分析了液压系统用压力脉动衰减器的压力脉动衰减频率特性,结果表明数学分析与CFD仿真分析结果吻合.结合实验研究,分析了某型压力脉动衰减器的频率特性.     

分支谐振型液压脉动衰减器动态特性分析

对分支谐振型液压脉动衰减器用CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体动力学)分析软件进行计算,分析共振腔结构与衰减器动态特性的关系。在层流状态下,考虑流体的可压缩性,利用M序列压力信号激励,对衰减器进行CFD模拟,利用FFT(Fast Fourier Transform,快速傅立叶变换)得出其频率特性,比较了共振腔容积相同但直径和长度不同的衰减器的频率响应和插入损失;利用阶跃压力信号模拟压力冲击,比较了它们内部流场。设计了频率特性相同但共振腔容积不同的衰减器,比较了它们的性能。利用分布参数法对共振腔结构与衰减器基频的关系进行了分析。结果表明:衰减器的固有频率特性在一定程度上与共振腔的直径和长度相关,当共振腔直径-长度比小于1并逐渐减小时,衰减器基频也减小;当其大于1并逐渐增大时,衰减器的基频变化很小,因此减小共振腔直径-长度比可以减小衰减器的体积,同时保持共振频率不变。     

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.     

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。     

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。     

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。     

一种集成Herschel-Quincke管的双调谐内插管扩张室液压脉动衰减器的设计与分析

目前,基于平面波理论的一维解析法已成为气体消声器声学特性研究中最常使用的计算方法,现将其推广到简单扩张室(SEC)和双调谐扩张室(DTETC)压力脉动衰减器的理论建模,并与实验测量结果进行对比,证明了该理论在截止频率范围内用于液压系统也是可行的。之后,应用该理论对设计的一种集成Herschel-Quincke管(HQ管)的双调谐内插管扩张室液压脉动衰减器进行声学模拟,并对可能影响传递损失(TL)的HQ管分支管道长度以及截面积进行了参数化分析。最后,将这种新型结构与SEC、DTETC脉动衰减器的传递损失性能进行了对比比较。     

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。     

几种随动液压脉动衰减器的研究介绍

液压泵脉动式的流量输出流经管路后会产生压力脉动,采用液压脉动衰减器能衰减液压泵出口的压力脉动.通过改变自身参数来适应随时改变的压力脉动的随动液压脉动衰减器成为研究的热点,随动液压脉动衰减器能够精确有效衰减系统的压力脉动,使液压脉动衰减器的衰减性能发挥到最大化.重点介绍了现有的随动液压脉动衰减器的结构、设计方法和原则以及...     

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。     

基于三维CFD方法的管路瞬变流特性研究

输流管道系统中的水锤现象是引起管道失效的主要原因,传统的分析方法常基于特征线法进行一维计算,而忽视了流体流动所带有的典型三维特征。因此,本文采用三维计算流体动力学(CFD)对关阀水锤现象进行分析。研究中,建立了直管路和分支管路试验模型,利用动网格技术实现阀门快速关闭,并通过UDF文件修改介质属性实现在瞬态模拟中实时考虑流体可压缩性。数值模拟结果与试验数据对比分析可知,三维CFD分析方法可以准确模拟关阀水锤的压力脉动衰减过程,并且2种不同管路中的压力脉动波动周期、波形与试验数据吻合程度较高,验证了三维CFD方法在管路瞬变流分析上的准确性。研究结果对与进一步改进一维瞬变流计算模型精度、水锤预防和管路设计有重要指导意义。     

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。     

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。     

汽车空调系统制冷剂气流脉动抑制方法研究

分析了汽车空调系统由于制冷剂气流脉动产生噪声的原因,给出传统压力脉动的数值计算方法。提出一种气流脉动衰减器,该衰减器是由振动质量块与弹簧构成的无阻尼单自由度机械振动系统,对该气流脉动衰减器进行了理论研究。在此基础上,结合实例,识别某车型空调系统噪声源,通过声压的测试和频谱分析,得到制冷剂气流脉动造成异响的结论。提出在压缩机后盖增加气流脉动衰减器的改进措施,通过台架与整车试验,验证该措施的有效性与准确性,解决由于空调系统制冷剂气流脉动引起的车内异响问题。     

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。     

流-固耦合共振式液压滤波器性能研究

该文提出一种流-固耦合共振式液压滤波器。在研究滤波器对管路脉动衰减的原理基础上,用传递矩阵法建立滤波器的声学模型,从频率特性角度分析共振滤波器对压力脉动的衰减作用。对该滤波器建立了液压系统仿真模型,对仿真结果进行详细的分析。     

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CFD的离心泵内部流场分析

建立离心泵模型并对其进行网格划分,采用CFD方法对离心泵模型进行了定常流动数值模拟分析和非定常流动数值模拟分析,在定常流动数值模拟分析中得到扬程-流量曲线、效率-流量曲线、中间截面压力分布图和速度分布图,从中间截面压力分布图中得到叶片设计的启示;在非定常流动数值模拟分析中得到不同工况下蜗壳外圈和内圈监测点压力脉动均值和峰值表,通过分析表中数据,得出蜗壳外圈和内圈的压力分布情况。     

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。     

压力脉动衰减器衰减效果的评价方法

压力脉动衰减器的衰减效果目前还没有统一而有效的评价方法。该文对现有的评价方法进行了分析与讨论，提出了评价液压系统压力脉动衰减器衰减效果的新方法