电液激振器的谐振特性研究

电液激振器作为疲劳试验机的关键部件,其发展趋势是向着高频率发展的同时,能保证其较大的激振力输出,以满足工程试验对激振器的高频率大激振力的需求,为此电液激振器的谐振特性研究显得尤为重要。电液激振器系统是由2D阀驱动单出杆液压缸活塞以某一振动中心位置作周期性往复运动。根据流体力学和系统动力学的理论对该系统进行数学建模。通过实验研究与分析发现,随着电液激振器的激振频率的上升,激振力的输出会逐渐减小,但在中间的某个频率段激振力会突然增大,且输出波形更趋近于正弦波,因此可以确定在这一频率段激振器发生了谐振。     

高频电液激振器的实验研究

电液激振器作为疲劳试验机的关键部件,其发展趋势是保证输出大激振力的同时,向着2000Hz以上工作频率段的方向发展,以适应新产品开发过程中的振动环境试验的需求,为此对高频电液激振器的研究显得尤为重要。高频电液激振器系统是由2D阀驱动液压缸活塞以某一振动中心位置作周期性往复运动。根据流体力学和系统动力学的理论对该系统进行数学建模。通过实验研究与分析发现,在2000Hz至3000Hz高频电液激振器所采集的激振波形比较光滑,且波形失真度不大,趋近于正弦波。同时,实现了激振频率3000Hz的重大突破。     

2D阀控电液激振器振动偏置控制实验研究

激振器的偏置控制是控制激振器围绕偏离液压执行元件(液压缸或液压马达)平衡位置特定距离振动。提出了一种高频激振的2D阀控电液激振器的偏置控制方法,该方法是将一个数字伺服阀与2D激振阀并联,从而实现振动中心的偏置控制。在并联数字伺服阀开口分别正偏50%,100%和负偏50%,100%的情况下,对激振器低频和高频情况下输出的载荷力变化情况进行了实验研究。实验结果表明:激振器在低频和高频下的偏置量与并联阀口开度成一定关系。该方法旨在实现激振器的振动偏置控制。     

2D阀控单出杆激振缸低频特性研究

针对传统电液激振器振动频率难以提高的现状,提出了一种基于差动连接的2D阀控单出杆液压缸的新型电液激振器。阐述了激振器的工作原理,建立了数学模型并进行了仿真分析,设计了电液激振器并进行了实验研究。理论和实验结果表明:振动频率在5Hz以下工作时,激振器输出的振动波形容易出现饱和现象;随着频率的提高,饱和现象就不容易出现。激振器输出力的大小与2D阀的轴向开口成正比关系,轴向开口越大,输出的力越大。     

高频电液振动台谐振特性研究

传统电液振动台的工作频率受伺服阀频宽的制约难以提高到较高的水平,为了解决这一难题,提出一种由2D激振阀和数字伺服阀联合控制差动式液压缸所构成的新型高频电液振动台,旨在大幅提高电液振动台的振动频率。阐述了高频电液振动台的工作原理并建立其数学模型,利用Simulink构建了系统仿真模型,对高频电液振动台在谐振点工作时的振动波形进行了仿真研究。为了验证理论分析以及高频电液振动台在谐振点时实际输出的振动波形,设计了高频电液振动台并进行了实验研究。实验结果表明:高频电液振动台的振动频率由2D激振阀阀芯的转速决定,当2D激振阀的激振频率与电液振动台的固有频率相等时,振动台输出的幅值会被突然放大(即产生谐振现象),过了谐振点后振动台输出的幅值则会快速下降。     

2D阀控缸电液激振器偏置控制的研究

激振器的偏置控制是控制激振器围绕偏离液压执行元件(液压缸或液压马达)平衡位置特定距离振动。该文提出了一种高频激振的2D阀控缸电液激振器的偏置控制方法,该方法是通过一个与2D激振阀并联的四通阀实现流量偏置控制的。应用流体动力学和系统动力学理论建立激振器数学模型,非线性仿真分析偏置对活塞位移波形的影响及偏置量与偏置阀开口间的关系;最后,搭建实验平台,分析实际位移波形和实际偏置量变化情况,验证理论分析的准确性。研究结果表明:理论分析与实验结果一致,即提出的偏置控制方案可行,可实现偏置量的独立、精确控制。     

振动拉削系统振幅衰减特性分析与实验研究

为了探究振动拉削中导致激振幅值衰减的主要因素,以双伺服阀电液激振拉削设备为研究对象,综合考虑双阀电液激振系统动力学特性,以及拉刀多齿接触效应、工件尺寸参数等影响下的动态拉削力特征,建立了振动拉削过程中的激振系统模型;再分别通过理论计算及系统实验,对比研究了电液激振器在非线性负载扰动下实际输出力和输出位移的衰减波形,为振动拉削激振系统参数优化提供理论指导和实验依据。实验结果分析表明：振动频率是导致系统振幅衰减的主要因素,而动态拉削力通过影响激振缸活塞的运动特征使得输出波形的峰值衰减,甚至使位移振幅趋向于0。     

高频电液振动台振动特性实验研究

传统电液振动台由于受伺服阀频响特性的限制,其工作频率难以提高到较高的水平。为此提出一种基于2D激振阀的高频电液振动台,由于2D激振阀是一种特殊结构的转阀,通过提高2D激振阀阀芯的转速可以使电液振动台的工作频率实现大幅提高。分析了高频电液振动台的工作原理,并建立了其数学模型,为了验证理论分析以及高频电液振动台工作时的实际输出振动波形,设计了高频电液振动台并进行了实验研究。实验结果表明：基于2D激振阀的电液振动台能大幅提高振动频率,振动台输出的振动频率达到800Hz,远远高于现有传统电液振动台的振动频率。     

2D阀控电液激振器

传统的阀控制缸或马达构成电液激振器的方案,在很大程度上受到伺服阀频响特性的限制,其激振频率难于提高至较高的水平,为此提出采用2D阀控制液压执行元件的实现方案,旨在大幅度提高电液激振器的频率.在2D阀中,阀心的旋转运动和轴向滑动分别用于实现激振频率和幅值的独立控制,激振频率与阀心的转速、阀心台肩一周的沟槽数及该沟槽数与阀套一周的窗口数之间的配合关系等因素相关,通过改变这些因素易于实现2D阀控激振器的高频激振.以2D阀控双出杆缸为例,进行理论分析和试验研究.研究结果表明:2D阀控激振器的负载以弹性力为主时,随阀心旋转阀口面积变化的波形近似为上升与下降速率相等的三角波形,但是受到弹性负载方向变化的影响,而激振波形上表现出上升与下降过程斜率的不一致性,这种不一致性在2D阀的轴向开口达到某一临界值时表现得最为显著.随着2D阀轴向开口的减小,激振波形逐渐趋于一致.     

2D高频数字换向阀

为了提高电液激振器的激振频率,提出了一种新型2D数字换向阀,该阀在结构上利用阀芯的双运动自由度,阀芯由伺服电机驱动旋转,另一伺服电机通过偏心机构驱动阀芯作轴向运动,通过改变周期性变化阀口面积的大小,进而控制阀的流量输出.2D阀的结构简单、抗污染能力强、有利于得到高的频率、无滞环和直接数字控制等优点.