响应面法优化空气喷嘴雾化流场的数值研究

为提高空气喷嘴的喷涂性能,采用计算流体力学对空气喷嘴与喷涂面之间的雾化流场进行数值模拟,并结合响应面法对喷嘴的结构参数与工况参数进行总体优化。首先搭建热线风速仪测速实验台验证数值计算模型的准确性,然后设计三因素的中心复合试验,建立以塑形气孔斜面倾角α、环形气孔压力p_1、塑形气孔压力p_2为设计变量,以喷涂面中心压力p_c为目标变量的响应面回归模型与数学优化模型,进而对喷嘴的结构参数与工况参数进行优化,求得喷嘴特征参数的最优组合。结果表明:利用响应面法对喷嘴特征参数进行优化设计可有效改善喷嘴的雾化流场,优化后的喷涂面中心压力降低了57.6%,有利于均匀喷涂;通过分析响应面图,可总结出各特征参数对喷涂性能的交互影响规律。     

某型发动机用减压阀性能建模研究

设计一种直接作用式波纹管减压阀,介绍其工作原理,基于计算流体动力学方法对其内部流场进行分析;运用力学方程、流量方程和连续性方程建立其数学模型,利用AMESim仿真软件对其静态特性进行分析,并通过试验验证仿真模型准确性;分析主要结构参数如主弹簧刚度、弹簧腔及反馈腔阻尼孔直径、阀芯直径以及阀芯及波纹管组件质量对其动态特性的影响。结果表明：增大主弹簧刚度、弹簧腔及反馈腔阻尼孔直径,均能改善减压阀的动态特性;增大或减小阀芯直径和阀芯及波纹管组件质量,对其动态特性影响较小,但阀芯直径的增大,会使得出口稳定压力也相应增大。     

基于ANSYS的重型机床-基础系统动态特性分析

重型机床的动态特性主要受结合面和基础的影响,其性能直接关系到工件的加工精度。采用分形理论建立结合面节点刚度模型,通过计算各节点压强值,从微观角度采用MATRIX27矩阵单元将节点刚度值导入宏观结合面中;然后建立了考虑结合面的重型机床-基础有限元模型,采用ANSYS对重型机床-基础系统振动模态及谐响应进行仿真分析;最后对比现场实验验证了模型的正确性。基于该模型研究了箱基轮廓尺寸对重型机床-基础系统动态特性的影响规律,通过上述模型能够验证重型机床-基础系统结构的合理程度,为进一步改进指出方向。     

基于响应面法的双螺杆泵容积效率建模优化

双螺杆泵容积效率的影响因素复杂且容积效率计算困难。为解决此问题,提出一种基于理论模型及响应面法相结合的容积效率建模优化方法。基于平行平板液流理论建立双螺杆泵效率理论模型,进行敏感度分析,筛选出影响泵容积效率的最敏感设计参数为间隙、压差及动力黏度。基于正交试验和响应面法,通过有限元数值仿真分析,建立泵容积效率与敏感参数的拟合关系模型。仿真结果表明所选择的敏感参数对效率影响均显著。基于该拟合关系模型,以容积效率为优化目标,建立优化模型并求解,获得最优敏感参数组合,使泵容积效率显著提高。所提优化方法可降低仿真计算的复杂性,提高理论模型的精度。     

溢流阀阀体结构优化中均匀设计试验法的应用

针对溢流阀在线检测装置中,内置式涡流传感器的安装对阀腔流场产生影响,使溢流阀工作性能下降的问题,提出基于均匀设计试验法的阀体结构优化试验方案的研究方法。综合分析阀芯、阀座各结构参数的作用规律,确定优化的结构参数与优化指标,分析各结构参数间的交互效应,求解多优化目标的响应面函数。而后建立阀腔流场有限元分析模型,通过非线性二次规划算法,求解分析阀腔流场的优化结果。结果表明:均匀设计法适用于阀体流场结构优化的试验方案安排,优化后阀腔流场性能得到大幅提升。     

基于响应面法的Inconel 625合金大型厚壁管挤压加工窗口确定（英文）

研究确定难变形Inconel 625合金大型厚壁管挤压加工窗口,是获得具有良好组织性能挤压管材的关键。采用响应面法建立了一种确定基于温控挤压加工窗口的方法。首先,采用基于有限元计算数据的正交回归方法,建立了分别描述温升和峰值温度与关键挤压参数之间的响应面模型;其次,基于建立的响应面模型,分析揭示了关键挤压参数对温升和温度峰值的交互作用规律;最后,通过绘制挤压速度和初始温度空间峰值温度的等高线图,建立了不同挤压比下挤压加工窗口。基于该挤压加工窗口,可方便快速地确定合适的关键挤压参数组合。     

基于AMESim的新型缓冲稳压型减压阀仿真研究

传统直动式减压阀出口压力稳定性差,在外加负载发生突变时尤其明显。为解决此问题,设计一种新型缓冲稳压型减压阀。对阀的动态特性进行分析,并利用AMESim仿真软件建立减压阀仿真模型,仿真分析稳压阻尼口直径、稳压活塞质量及稳压弹簧预紧力等关键参数对阀性能的影响。结果表明:稳压阻尼口直径对减压阀动态特性影响较大,而稳压活塞质量及稳压弹簧预紧力对减压阀动态特性影响较小。所得结论为减压阀的改进及优化设计提供了参考。     

平衡式气动减压阀动态特性仿真

介绍平衡式气动减压阀的结构和工作原理,分析气体流动作用力对减压阀动态特性的影响,建立平衡式气动减压阀的动态特性数学模型,利用Matlab/Simulink建立仿真模型,并对其进行仿真计算和分析。仿真结果表明:气体流动作用力对平衡式气动减压阀的动态性能影响不大,且该类减压阀压力特性好、稳压精度高。     

复合节流调速回路特性数值仿真分析

对系统各元件进行动态分析,采用状态方程法建立复合节流调速回路数学模型。基于龙格-库塔法原理对回路特性进行数值计算与分析,并基于AMESim建立复合节流调速回路的仿真模型。获得进出口节流阀的面积比、液压缸外负载等参数对液压缸运动速度、进口及出口压力的影响规律。仿真所得结果与MATLAB数值计算结果一致。在不同外负载的情况下进行实验,验证了该回路中液压缸具有较好的速度刚度及稳定性。研究结果为复合节流调速液压系统的设计、优化提供了参考。     

气动先导阀动态特性仿真优化研究

针对气动先导阀动态响应低的问题,在分析结构特点和工作原理的基础上,利用AMESim建立仿真模型,通过参数化仿真研究主阀弹簧刚度、弹簧预紧力、气源压力和节流孔大小对先导阀动态响应的影响,结果显示：各参数对气动先导阀动态响应特性的影响各不相同,很难通过调节某一参数得到最优解。在参数化仿真分析的基础上,基于SimV & Ver Math进行多参数优化仿真,利用贝叶斯+拟牛顿的优化算法得到最优解,将气动先导阀的总响应时间降低了7.2 ms,并通过试验验证了仿真分析的正确性。     

基于遗传算法的多级主压阀动态特性优化

多级主调压阀作为自动变速器液压控制系统的关键元件,其动态特性直接影响系统的快速性、稳定性和控制精度。在对阀进行结构参数优化时,先凭借经验对参数逐个调整再通过试验验证的方法,效率低且不能保证阀的性能最优。根据多级主压阀工作原理建立了多级主压阀数学模型;搭建多级主压阀Simulink仿真模型,通过分析多级主调压阀各结构参数对阀入口压力动态响应特性的影响,选取弹簧刚度、弹簧预压缩量和阻尼孔直径作为待优化变量;利用MATLAB优化工具箱中提供的遗传算法与Simulink结合对多级主调压阀的动态性能进行优化,并搭建试验台进行试验验证。仿真和试验结果表明：优化后多级主调压阀静态特性良好,负载流量突增时主压压力降低现象得到了改善,响应时间短,动态性能好。     

全液压失压制动反向调节制动阀动态特性研究

针对全液压失压制动系统制动过灵敏问题,通过分析反向调节制动阀结构组成和失压制动工作原理,建立失压制动系统反向调节制动阀动态数学模型和Simulink仿真模型;以踏板力激励为输入,研究反向调节制动阀在不同结构参数下制动压力的动态输出特性及变化规律;最后,利用整车实验台验证了仿真模型。结果表明：制动压力呈现弱非线性下降特性,适当增大反向调节制动阀偏置弹簧刚度和制动器容腔容积,减小调压弹簧刚度,能够有效延缓制动压力卸载速度,从而抑制制动过灵敏现象发生,保证制动的平稳。     

重型AT闭锁润滑油路油压特性及其优化

为了提高重型液力自动变速器闭锁润滑油路的油压动态特性,基于对该部分调压系统工作原理分析,使用AMESim软件建立闭锁润滑液压系统仿真模型。改变阀芯质量、弹簧预紧力、弹簧刚度、控制腔阀芯直径参数,对变矩器压力调节阀、润滑压力调节阀油压调控动态特性影响进行仿真分析。最后采用遗传算法,对影响变矩器压力调节阀、润滑压力调节阀油压调控动态特性较大的结构参数进行优化。优化结果表明：优化后的变矩器压力调节阀、润滑压力调节阀调压过程中油压波动幅度明显减小,油压达到稳定所需时间也明显减少。     

基于AMESim精冲机主缸液压系统的仿真与研究

以某精冲机的主缸液压系统为研究对象,分析精冲机液压系统的工作原理,改进原有主缸液压系统,增加调速模块.建立蓄能器的数学模型,从理论上找到了影响蓄能器性能的主要参数,运用AMESim软件建立精冲机的主缸液压系统仿真模型,分析蓄能器各项主要参数对主缸冲裁频率的影响,并且建立调速模块的HCD仿真模型,研究相关主要参数对调速模...     

一种伺服电机驱动的比例换向阀结构设计与特性分析

针对传统的电动伺服比例换向阀存在结构复杂、动态特性差的不足,提出一种伺服电机驱动的大流量比例换向阀,采用定差减压阀进行压力补偿,直流电机作为动力元件,通过丝杠螺母机构连接阀芯轴,以此控制主阀芯的位置。设计双闭环控制系统提高阀芯控制精度。运用动力学原理建立比例换向阀数学模型,对比例换向阀稳态性能进行理论分析,研究其动态性能。进一步利用MATLAB/Simulink软件搭建了比例换向阀控制系统仿真模型,并进行了稳态与瞬态特性仿真。结果表明：比例换向阀阶跃响应速度达到36 ms,验证了所提出的比例换向阀具有较好的响应速度和稳定性;通过瞬态特性仿真得到比例换向阀的阀口流量随电机转角的变化曲线,获得电机转角和阀口流量特性控制函数;验证了采用定差减压阀方案可以在负载变化时进行较为理想的压力补偿,比例换向阀的控制精度达到98%。     

低压透平电液调节系统的建模及仿真研究

以某种低压透平电液调节系统为例,分析其多级放大结构的耦合特点,以及应用伺服随动反馈控制先导级滑阀阀口和主滑阀阀口开度变化的机制,建立该系统的数学模型,并采用MATLAB/Simulink对其进行仿真。搭建低压透平电液调节系统试验台,试验结果表明:利用该模型获得的试验结果与仿真结果吻合性较好,验证了该数学模型的正确性和可行性;适当减小主阀芯弹簧刚度以及油缸有效面积,可在不影响稳态输出精度条件下,明显提升低压大流量系统的动态响应速度;减小先导阀弹簧刚度,可在响应速度不变的条件下,减小对控制油压的响应时间,使静态输出特性曲线零位死区减小;给出了能提高系统动态响应速度的优化参数取值。研究成果可为低压大流量伺服控制系统的设计及优化提供参考。     

单座柱塞式调节阀等百分比型流量特性设计研究

通过研究调节阀的流阻系数，发现调节阀的流阻系数主要受阀体和阀芯两部分结构影响。将调节阀的结构特性与等百分比型流量调节特性相结合，推导出等百分比型调节阀各开度下流通面积的求解公式，并依据该公式计算结果运用等值面积曲线法给出了柱塞式调节阀阀芯型线设计方法。结果显示：依靠该方法所设计的阀芯，调节阀仿真模拟得到的流量调节特性与理想流量调节特性高度吻合。该方法有较高的准确性和可靠性，在一定程度上减轻了传统阀芯设计需要多次进行试验修正的工作量。     

基于AMESim的智能综采工作面电液控制系统的

以智能综采工作面电液控制系统为研究对象,介绍该系统的工作原理,分析五柱塞乳化液泵、卸载阀、电液换向阀组的工作原理和结构特点,建立关键元件的数学模型。基于AMESim仿真软件,构建系统关键元件的仿真模型,对不同工况状态下的系统进行仿真,分析卸载阀关键结构参数对系统压力特性的影响。结果表明：仿真模型准确,液压系统性能良好,乳化液泵的流量仿真结果与传统计算方法数值吻合,卸载阀不同阻尼孔参数对系统压力特性影响效果不同。