基于Karnopp摩擦模型的比例阀颤振响应研究

颤振有助于改善比例阀响应特性,其频率及幅度参数与比例阀结构参数直接相关。基于开环比例控制阀仿真模型,研究功率级阀芯的颤振响应、颤振信号降低摩擦滞环的机制并确定最优参数范围。建立仿真模型,颤振信号通过双占空比高频PWM形式引入,基于电磁场有限元方法构建比例电磁铁,采用Karnopp摩擦模型建立衔铁及功率级阀芯动力学方程。仿真结果表明:摩擦模型能够较好地表征电磁铁力滞环及阀芯流量滞环现象;在颤振信号激励下,阀芯产生颤振运动,摩擦力状态在静摩擦与动摩擦间切换,进而影响其响应特性;颤振频率和幅度参数存在最优区间,且由比例阀的结构参数决定。     

颤振信号下的电液比例多路阀系统稳定性分析

以某型号电液比例负载敏感多路阀为研究对象,构建其电液比例系统的AMESim仿真模型。通过设置主阀阀芯处的间隙与偏心值,得到考虑泄漏时颤振输入信号幅值与频率和内部主阀前阻尼孔直径对主阀阀芯位移和输出流量的影响。结果表明：随信号频率的增大和幅值的降低,两参数波动幅值逐渐降低;阻尼孔直径在影响超调量、响应时间的同时,也影响两参数波动幅值。仿真分析结果可为实际应用中颤振信号的确定提供参考。     

电液比例阀独立颤振的叠加方法研究

脉宽调制信号以其高效、灵活、抗干扰能力强的特点被广泛应用在电液比例控制系统中。由于磁铁材料的磁滞和运动的摩擦力会导致液压阀稳态特性存在明显的滞环现象,滞环严重影响了阀的动态响应性能,减小滞环比较有效的方法是在驱动信号中叠加一定频率的颤振信号,目前普遍采用改变PWM波占空比的方法来实现颤振信号的叠加。通过理论推导和实验研究证明:改变PWM波的频率参数能实现频率和振幅均独立可调的颤振,这种颤振叠加方式使电磁铁平均电流和颤振电流分别受PWM占空比和PWM频率的独立控制。     

基于AMESim的PWM控制电比例阀噪声分析

轨道交通车辆液压制动系统普遍采用脉宽调制(PWM)方式对系统中的电比例阀进行控制,进而控制车辆制动力。但在某些特殊工况下,电比例阀会产生噪声并伴有阀体异常振动的现象。经测试,某电比例阀输入电流振幅非常大,输入电流的异常波动会引起阀芯振幅偏大,从而导致电比例阀产生噪声。由理论分析和AMESim仿真得出,通过增加电比例阀输入电压信号的PWM频率或增加输入回路的电感值,可有效降低电比例阀输入电流振幅和阀芯振幅。最终通过试验有效消除了电比例阀异常噪声的现象。     

基于简化模型的阀控液压缸活塞运动速度控制方法的研究

对阀控液压缸活塞运动速度的有效控制,有利于提高液压伺服系统的工作精度.设计一种与非线性摩擦力相关的简化模型,用以对液压缸活塞运动速度进行控制.分析比例方向阀控制的液压缸的结构,建立比例方向阀的闭环传输函数.通过液压缸两个腔室的压差,计算比例方向阀中液压介质的体积流量方程,并在此基础上求取液压缸压力值的连续方程,进而得到...     

温度对伺服阀滑阀副摩擦力的影响研究

以伺服阀滑阀副为研究对象,分析了温度变化对伺服阀滑阀副工作时所产生的摩擦力的影响。伺服阀滑阀副工作时产生的摩擦力主要由阀芯和阀套直接接触产生的摩擦力和阀芯与液压油液产生的摩擦力组成。通过分别分析其与温度的关系,推导出伺服阀滑阀副工作时产生的摩擦力与温度之间的理论计算公式。分析表明:在-50～50℃的范围内伺服阀滑阀副的阀芯与液压油液的摩擦力随温度升高下降较快,阀芯与阀套直接接触的摩擦力随温度升高逐渐下降。在50～100℃范围内阀芯与液压油液的摩擦力数值较小并随温度升高下降缓慢,其值远小于阀芯与阀套直接接触的摩擦力。在工作温度-50～150℃范围内,伺服阀滑阀副摩擦力随温度升高而逐渐降低。     

光声非线性混频裂纹检测技术试验

基于光声非线性混频产生机制,研究了从空间上分离激发光源与加热光源来产生非线性混频信号的方法。通过研究相应的非线性旁瓣信号幅值随激光源位置的变化,探讨两光源在声学和热学上对非线性混频信号的贡献。试验时,保持一束激光位于裂纹处,移动另一束激光在裂纹附近扫查,研究非线性混频信号幅值随移动光源位置的变化。试验结果显示,扫查激光与裂纹在一定距离(约6倍激光光斑直径)范围内时,有非线性混频现象产生;进一步将加热光源辐照于裂纹处,移动激发光源到不能产生混频信号的区域,通过补偿加热光源功率依旧无法产生非线性混频信号。这一现象说明,在光声非线性混频产生机制的基础上,需进一步考虑激发光源的高频声波以及激发源激发超声的振幅变化,这两个因素在非线性混频信号产生中的作用。     

新型电液振动台振动参数的分析

新型电液振动台采用具有双自由度的2D高频激振阀作为电液激振器,其驱动装置采用大功率、大扭矩的液压马达驱动阀芯的径向旋转,阀芯的轴向滑动用电机通过偏心轮机构来驱动.作者对高频激振阀阀口面积波形进行分析,根据已建立的数学模型采用分段积分的方法求解出振动波形的分段表达式,由此振动波形的解析解推导出振动幅值、工作频率、阀芯轴向位移以及阀芯转速之间的相互关系,在电液振动台上进行疲劳试验以验证解析结果的正确性.研究结果表明:加载模式以弹性负载为主的条件下,振动幅值的大小与阀芯的旋转速度成反比,与阀芯的轴向位移成正比,但是当阀芯位移达到某一临界值时,振幅由于压力饱和而不再继续增大,同时工作频率越大,考虑到实际机械设计及加工,振动波形越不容易出现饱和现象.     

基于动网格的组合式液阻元件数值模拟

针对一种串联组合式阻尼元件,基于动网格以及六自由度求解器对其内部阀芯运动导致流场变化的非定常流动进行数值模拟.探讨其阀芯运动造成的内部流场变化,分析组合式液阻元件出口压力脉动特性.研究阀芯运动对压力场以及速度场的影响.结果表明:随着阀芯上升,组合式液阻元件固定式阻尼孔以及可调式节流口之间腔体内会产生2个明显的涡流区域,这2个涡流区域随着阀口开度增大而消失;当阀芯作振荡衰减运动到达稳态后,2个涡流区域重新出现并一直存在于腔体内.阀芯的振荡衰减运动会使内部的流速、压力产生类似振荡运动的波动,出口压力以及流速也会先产生波动后随着阀芯到达稳态而达到稳态.     

高速角接触球轴承摩擦力矩的影响因素研究

为更加准确地描述高速电主轴轴承热位移和预紧力对其摩擦力矩的影响,建立角接触球轴承摩擦力矩数学模型。结合修正的拟静力学理论建立轴承受力平衡方程,分析轴承热位移和预紧力对轴承摩擦力矩的影响规律。结果表明：轴承热位移随转速的增加而增大,在高速条件下其值较大;轴承摩擦力矩随径向热位移的增加而增加,随轴向热位移增加而缓慢增加;轴承转速越低,轴承热位移对摩擦力矩的影响越明显;轴承摩擦力矩随着轴向预紧力的增加而增加;轴承热位移和预紧力对轴承差动滑动摩擦力矩影响最大,对自旋摩擦力矩影响次之,对弹性滞后摩擦力矩的影响最弱     

液动多路阀主阀芯瞬态运动的实测

设计建立了液动多路阀阀芯运动过程测量试验台,获得了快速操作先导手柄时液动多路阀的主阀芯位移、主阀芯两端压力、阀油口压力及油缸位移实测信号,得出阀口开启和关闭的时间、主阀芯运动最大速度和加速度等特征量,呈现出液动多路阀主阀芯位移、阀口面积变化、进出油口压力和油缸位移的时间历程.该研究对于深入理解液动多路阀瞬态过程、工作特性及设计具有普适性意义.     

电液比例阀主阀配合间隙泄漏仿真分析

液压元件的使用寿命以及使用性能受多因素影响，其中一个重要影响因素就是环形缝隙。现以应用Valvistor阀控制原理的电液比例方向阀为研究对象，从其结构和工作原理出发，分析几种可能的泄漏途径，利用环形间隙流量公式、圆盘间隙流量公式以及阀口流量公式，建立整阀的数学模型。在此基础上，在SimulationX中建立比例方向阀的多学科仿真模型，分别对影响间隙流量的因素：间隙宽度、间隙长度和间隙端压差对比例阀性能的影响做了仿真分析，仿真结果与理论结果相吻合。研究结果表明：间隙流量主要受间隙宽度的影响，对阀芯位移和输出流量有良好的控制性能，尤其是对阀的压力增益的影响，使得对负载压力有较好的控制灵敏度。     

锥形辊斜轧穿孔机轧辊开度值计算与分析

通过坐标变换和变量代换法建立了斜轧锥形辊穿孔机轧辊开度值的数学模型.利用MATLAB软件,研究了送进角与辗轧角变化对沿轧制线方向不同位置的轧辊开度值的影响.结果表明:轧辊孔型开度值随着送进角增大而增大,在同一送进角下,轧辊孔型开度值沿轧制线方向呈非线性变化,随辗轧角增大而增大;在同一辗轧角下,轧辊孔型开度值沿轧制线方向由非线性向线性变化.这能为穿孔机轧辊与顶头锥角设计和工艺参数调整提供理论依据.     

轴向功率超声振动珩磨颤振的稳定性分析

功率超声振动珩磨颤振是影响零件加工表面质量的主要因素之一,其稳定性研究具有重要意义.利用解析法和作图法对建立的轴向超声振动珩磨非线性动力学模型分别从轴向和径向进行了稳定性分析,得出刚度非线性因素对轴向稳定性影响不明显,超声激振频率对轴向响应幅值有较大影响,推导出径向系统稳定性方程,得出加工参数与响应幅值的关系,对抑制颤振方法提供了理论基础.     

油气润滑系统中小流量比例节流阀的特性仿真与分析

搭建了油气润滑系统中小流量比例节流阀的数学模型,利用AMESim仿真平台建立了小流量比例节流阀的仿真模型,计算了小比例节流阀的液动力和液阻,分析了阻尼孔的大小、输入信号和油液粘度对比例节流阀工作特性的影响。结果表明:流量较小时液动力是影响比例节流阀动态特性的重要因素,液动力不稳定将导致比例节流阀在小开口时与输入信号呈现非线性关系;得到了比例节流阀稳定运行时的一个较为合理的阻尼孔径值;同时随着油液黏性的增加,系统的响应频率将减小,并影响阀芯动作的位移,进而影响油液的整体流量。     

高速撞击声发射信号在铝板中的衰减规律

高速撞击声发射信号传播至传感器并被转换成电信号的过程中会发生信号幅值的衰减,导致信号在损伤评估和源定位的误差增大。分析了衰减产生的原因,得到了衰减的一般规律。为了分析高速撞击声发射信号中不同频率板波模态的衰减规律,将高速撞击数值模拟声发射信号进行了小波信号高频和低频的重构并分别进行衰减规律的研究,得到了此两种频率在铝板中的衰减规律,研究了衰减系数和"等效幅值"随撞击速度的变化规律,研究结果可以用于撞击源定位传感器布局优化及损伤程度评估等领域。     

液压锥阀空化流分析及阀芯结构改进研究

空化是液压锥阀运行时造成振动及噪声的重要因素,其影响因素颇为复杂。利用FLUENT中混合模型(Mixture)及标准κ-ε湍流模型,对锥阀阀芯锥角和阀口开度的变化对空化程度的影响进行计算流体动力学分析,发现随着阀口开度的增大,空化程度先增强后减弱,而随着阀芯锥角的增大,小开度下空化程度逐渐减弱,大开度时先减弱后增强。采用两个不同锥角的锥面对阀芯结构改进,发现可一定程度抑制空化。     

基于声发射信号能量衰减的混凝土材料损伤检测

混凝土结构受载损伤破裂过程伴随着声发射(AE)现象，其损伤的积累会影响AE信号能量的衰减效应。为进一步探究材料损伤和AE信号能量衰减之间的关联模式，进而利用能量衰减规律对混凝土损伤程度进行量化表征，对钢筋混凝土梁三点弯曲破坏的全过程进行了AE监测，并根据损伤定位结果实时计算了能量衰减系数，通过衰减系数的时程变化确定了混凝土损伤发展的三个阶段，提出了基于AE能量衰减系数的混凝土损伤评估方法。试验结果表明，该方法可实时量化评估混凝土试件的损伤状态，并对试件宏观裂纹出现后承载模式的转变进行预警。     

阻尼特性对数控机床进给系统颤振的影响分析

以数控机床进给系统为研究对象,对其进行分析并建立了数学模型,利用MATLAB/SIMULINK对系统进行了动力学仿真,研究表明系统存在着严重颤振现象。通过等比例增加各参数值的方式对进给系统主要零部件的质量、阻尼系数等进行了分析,发现影响工作台颤振的主要因素为丝杠综合阻尼,并通过取较稳定区间内最大加速度幅值的方式分析了各影响因素与颤振之间的变化关系,为进给系统的结构优化和机床减振提供了理论依据。     

基于AMESim三通插装阀动态特性研究

利用AMESim液压设计元件库构造了三通插装阀仿真模型,并建立了充液插装阀和排液插装阀的数学动态方程,主要研究充液插装阀的入口压力变化及排液插装阀的阀芯位移变化,给出各自变化曲线。结果表明：影响充液插装阀启闭特性的主要因素为弹簧刚度、弹簧预紧力、阻尼系数,影响排液插装阀瞬态开度和稳态开度的主要因素为复位弹簧刚度及弹簧预紧力,影响排液插装阀关闭性能的主要因素为阻尼系数。