液压共振消声器阶跃压力响应及内部流场分析

对不同共振腔内径的液压共振消声器内部流场用CFD(computational fluid dynamics)软件进行数值仿真计算,用阶跃压力信号模拟压力冲击,在层流状态下,考虑了流体的可压缩性,利用可视化软件分析共振消声器内部的压力分布和速度分布特性,并根据计算所得阶跃压力响应分析结构对系统性能的影响。结果表明:当共振腔内部的流场在共振腔直径与连接部直径比小于4时,可视为平面波的形式传播;当共振腔直径与连接部直径比大于等于4时,在连接部位附近,压力波是以球面形式扩散的;当共振腔直径过小与过大都会对系统造成不利影响,共振腔直径与连接部直径的合理比值约为4～12。     

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。     

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.     

压力边界条件对方形腔液力变矩器CFD计算的影响分析

以L820运转液力变矩器为研究对象,运用CFD方法对其进行数值模拟,分别对设置与忽略进出口压力边界条件时方形腔液力变矩器的变矩比、效率和泵轮转矩系数等原始特性参数进行计算。将仿真计算结果与试验数据进行对比、分析,得出当忽略进出口压力边界条件时,方形腔液力变矩器特性参数的计算结果误差较大,而在设置进出口压力边界条件后,其计算结果的准确度得到了大大地提高。针对压力边界条件对方形腔液力变矩器CFD计算的影响进行研究,有效地提高了方形腔液力变矩器CFD计算的准确度,对方形腔液力变矩器的开发、设计具有一定的指导意义。     

共振式消声器声学性能三维时域计算及分析

共振式消声器是改善进排气噪声的重要措施。基于计算流体动力学(CFD)的方法对共振式消声器声学特性进行计算,并通过有限元技术验证了模型与计算结果的准确性。研究流速及温度变化对共振式消声器传递损失的影响规律,结果表明:随流速增加,共振频率处峰值减小,通过频率处传递损失逐渐接近共振峰峰值,消声器频率特性向高频移动,整体消声量下降;随温度增加,共振频率向高频移动,峰值减小,带宽增加;流速、温度对低频处传递损失的影响大于高频。     

端面波对液体静压止推轴承静态特性的影响

由于加工误差的存在,轴承端面不可避免存在轴向跳动。为研究轴向跳动周期、幅值和相位对静压止推轴承性能的影响,仅考虑占主导地位的基频谐波跳动,将其纳入封油面间隙变化方程,通过构建止推轴承端面模型,模拟封油面间隙变化情况;采用有限差分法求解极坐标系下的雷诺方程,获得封油面上的压力分布,分析讨论了端面基波的周期、幅值和相位对静压止推轴承静态特性的影响。结果表明,当轴承结构参数不变时,随着转速提高,流量、承载力和动压比均随之增加,而静压腔压力则减小。相同转速时,随周期增大,流量减小,静压腔压力和承载力增加,动压比先增大后减小;随幅值增大,流量和动压比增大,静压腔压力和承载力减小;随相位增加,流量先增大后减小再增大,静压腔压力先减小后增大再减小,承载力和动压比先减小后增大。     

基于Fluent的液压集成块典型流道流场仿真分析

应用计算流体力学(CFD)方法对液压集成块典型“Z”形孔道结构进行了数值模拟,得到了流道的迹线图、压力云图及速度矢量图。分析了工艺孔、刀尖容腔对液流压力损失的影响规律,探讨了造成压力损失的原因。结果表明:采用适当长径比的工艺孔并尽可能增大工艺孔的直径,以及采用无刀尖容腔的管道结构,能够降低液体流经液压集成块的压力损失,达到减小能耗的目的。     

外插管型容-管-容脉动衰减器在压缩机气流脉动控制中的应用研究

提出了外插管型容-管-容脉动衰减器结构,围绕一台往复压缩机进气管路的脉动衰减,设计了外插管型容-管-容脉动衰减装置,数值模拟了其脉动衰减特性,实测了不同参数的脉动衰减效果,并与缓冲罐衰减效果进行了比较。结果表明:所设计的脉动衰减器对下游管路脉动的衰减效果明显优于相同容积缓冲罐,脉动衰减幅度最大增加了91.76%;该脉动衰减器能够有效衰减特征频率以上的各倍频脉动分量,脉动衰减幅度比同容积缓冲罐均提高了至少65%以上;保持特征频率不变或降低的情况下,增大容积、喉管长度及喉管内径,均能增强其衰减效果。     

音波管长度对射流振荡器性能的影响

为了研究音波管长度对射流振荡器振荡性能及激励响应特性的影响,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)数值模拟的方法,在不同操作参数下对优化结构进行对比分析.结果表明,射流振荡频率和射流附壁切换周期都随着音波管长度的增加而减小,且当音波管长度相同时,在大膨胀比下和大操作压...     

基于CFD方法的旁支型消声器性能分析

基于计算流体力学方法,综合考虑声学和流体动力学特性,对旁支型消声器进行性能分析。运用一维CFD软件GT-power计算了两种旁支型消声器具有不同插入长度时的传递损失,并对其结果进行了对比分析;利用三维CFD软件FLUENT对其流场特性进行数值模拟,计算得到了各模型的压力损失曲线,并对其影响因素进行了分析,仿真还得到了消声器腔内流速和湍动能的分布,进一步分析了其流动特性,并结合声学性能和流体动力学特性得到两种较好的结构布置,从而为消声器的设计优化提供了依据。     

应用于空间大型光机结构中的黏滞液体阻尼器

针对大型光机结构的结构特性,为抑制宽频噪声对结构指向稳定度及精度的影响,设计了一种可以在全频段提供高阻尼低轴向刚度的液体阻尼器。首先,对液体阻尼器的参数设计理论进行了分析;其次,通过微振动一体化集成仿真分析了引入液体阻尼器对整机的影响,由分析结果可知,在内外框架之间安装阻尼器,可以达到抑制宽频噪声的目的,一般情况下光轴指向精度(Line of Sight)可以改善50%以上,同时对结构特性改变较小;最后,设计了测试系统,对阻尼器参数的特性进行了实验研究,可知该液体阻尼器的阻尼系数随频率升高降低,在低频时可以达到18 574 N·s/m, 300 Hz时阻尼系数在300 N·s/m以上,轴向刚度约为28 659 N/m,随频率变化基本保持不变。结果表明:试验测试结果与仿真结果相符,液体阻尼器的刚度及阻尼参数的设计都达到了技术要求,根据仿真与试验的分析验证了阻尼器对大型光机结构振动抑制的有效性。     

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。     

Experimental force response of a grooved squeeze film damper

The effects of a circumferential feeding groove on the dynamic force response of a squeeze film damper are determined experimentally. Open end and sealed damper configurations are tested for different groove depths, Journal orbit radii, whirl frequency and fluid viscosity conditions. Significant levels of dynamic pressures are measured at the groove in dampers with groove depth-to-clearance ratios equal to 5 and 10. These pressures affect considerably the dynamic forces of the dampers tested. Large tangential (damping) forces are produced at the circumferential groove which contribute significantly to the damping characteristics of the test articles. For uncavitated lubricant conditions, radial forces of substantial magnitude are determined at the groove and at the thin film land where the squeeze film Reynolds numbers are typically less than 1.     

高速动车组减振器载荷特征研究

减振器的主要功能是提供阻尼力以衰减和抑制车辆系统振动,对高速动车组动力性能有十分重要的影响。既有研究主要将减振器处理为阻尼力以研究车辆系统动力性能,极少从动力学和结构可靠性角度关注减振器自身承受的载荷。制作某型高速动车组转向架抗蛇行减振器、轴箱减振器、二系横向和垂向减振器测力元件,在大同-西安高速线路上测试并获得该型动车组运行过程中四种减振器载荷引起的应变信号。对测试数据进行处理和分析,获得高速动车组运行工况下四种减振器载荷的时间历程,分析减振器载荷的时域和频域特征。采用雨流计数法统计减振器载荷峰谷值和频次,获得不同速度等级下载荷分布。结果表明,高速动车组抗蛇行减振器载荷最大、二系横向减振器载荷最小。轴箱减振器相对速度最大、二系横向减振器相对速度最小。减振器载荷总体上呈正态分布,而且一般有列车运行速度越高减振器载荷越大。列车正线行驶时曲线半径对轴箱减振器、二系垂向减振器以及二系横向减振器载荷影响不明显,列车速度和线路小半径曲线对抗蛇行减振器载荷影响明显。     

半主动电流控制阻尼器的调谐减振性能研究

随着建筑高度不断增加,低频振动严重影响其安全运行。被动式阻尼器仅在调谐点处具有良好的减振效果,存在减振带宽较窄的问题,磁性液体为解决这个问题提供了新的途径。以磁性液体为工作液体,提出一种半主动调谐式电流控制阻尼器。首先,建立了阻尼器固有频率的理论模型,表明通过调节电流可改变固有频率。其次,搭建测试平台,进行了不同激励下阻尼器的调谐减振能力测试。结果表明半主动电流控制阻尼器的减振率为22%左右,调谐液体滚球阻尼器的减振率仅为12.3%左右,且调谐液体滚球阻尼器与主结构的频率比>1.11时,减振率将低于10%,半主动电流控制阻尼器则具有良好的鲁棒性,可以有效降低位移响应,弥补了被动式阻尼器减振带宽较窄的不足。     

基于压阻原理的磁流变减振器阻尼力传感器设计

为实现磁流变减振器运行中的健康状态监测并满足轿车磁流变减振器控制器阻尼力的需要,设计了一种可同时测量磁流变减振器压缩和复原行程中动态阻尼力的压阻式力传感器。根据汽车磁流变减振器的工作特性和压阻式压力传感器的设计原则,对阻尼力传感器进行了整体结构设计;采用理论计算与有限元仿真相结合的方法,以达到设计量程、获得较大灵敏度和固有频率为设计目标,确定了传感器芯片尺寸;通过分析论证,确定了传感器芯片型式、制作材料;研究了压阻系数与晶向的关系,确定了电阻排布方向和位置、电阻条尺寸、电阻条折弯数,完成了芯片的版图设计。     

多层滑动极板式电流变阻尼器的动力学建模

研制了一种多层滑动极板电流变阻尼器 ,并进行了阻尼器的动态特性实验。基于 Bingham塑性理论 ,提出了一种考虑电流变阻尼器的粘性阻尼和库仑阻尼效应的力学模型 ,该模型具有结构简单 ,模型参数少的特点。利用阻尼器动态实验数据 ,用参数优化方法对阻尼器力学模型进行了参数识别 ,仿真结果表明这种力学模型可以较精确地模拟该阻尼器的动态特性     

Finite Difference Solution of Response Time Delay of Magneto-rhelological Damper

Magneto-rhelological(MR) dampers are devices that employ rheological fluids to modify their mechanical properties. Their mechanical simplicity, high dynamic range, lower power requirements, large force capacity, robustness and safe manner of operation in cases of failure have made them attractive devices for semi-active real-time control in civil, aerospace and automotive applications. Time response characteristic is one of the most important technical performances of MR dampers, and response time directly affects the control frequency, application range and the actual effect of MR dampers. In this study, one kind of finite difference solution for predicting the response time of magneto-rheological dampers from "off-state" to "on-state" is put forward. A laminar flow model is used to describe the flow in the MR valve, and a bi-viscous fluid flow model is utilized to describe the relationship of shear stress and shear rate of MR fluid. An explicit difference format is used to discretize the Novior-Stoks equation, and stability condition of this algorithm is built by Von-Neumann stability criterion. The pressure gradient along the flow duct is solved by a dichotomy algorithm with iteration, and the changing curve of the damping force versus time of MR damper is obtained as well. According to the abovementioned numerical algorithm, the damping forces versus time curves from "off-state" to "on-state" of a cylindrical piston type MR damper are computed. Moreover, the MR damper is installed in a material test system(MTS), the magnetic field in the wire circles of the MR damper is "triggered" when the MR damper is imposed to do a constant speed motion, and the damping force curves are recorded. The comparison between numerical results and experimental results indicates that this finite difference algorithm can be used to estimate the response time delay of MR dampers.     

某型导弹发射筒安全阀设计及动态特性仿真分析

安全阀是导弹发射筒装置上的一个重要元件,用于导弹发射后发射筒的安全卸压,从而对导弹发射筒及空气压缩机起到保护作用.针对某型导弹发射筒超压泄放的特定需求,设计出一种新型发射筒安全阀,并在此基础上建立其AMESim仿真模型,对其动态特性进行仿真分析,得到安全阀流道直径、容积腔体积、阀芯质量和弹簧刚度对该安全阀入口压力、流量...     

混流泵径向间隙对内部非定常流场影响的分析

采用调整混流泵径向间隙的方法,设计了蜗壳基圆直径为280、290、300mm的计算模型,并对其进行了定常和非定常计算.通过对3种模型进行非定常数值计算,得到了不同基圆直径混流泵的压力脉动特性并对其进行比较分析.结果表明:叶轮旋转时叶片和隔舌的动静干涉作用导致蜗壳近壁面各监测点的压力脉动具有明显的周期性;在相同流量下,径向间隙越小,监测点频域振幅越大;隔舌处监测点压力脉动幅度大于其他监测点幅度.对基圆直径为290mm的泵进行数值模拟与外特性试验研究,泵模拟效率为82.3%,试验效率为80%,模拟效率比试验效率高2.3%.对比两者结果可知:数值模拟的结果是可信的.