基于特征线—快速傅里叶变换法的轴向柱塞泵流固耦合振动特性研究（英文）

轴向柱塞泵为流固耦合机械设备。工作时,振动特性较为复杂。使用特征线—快速傅里叶变换法(MOC-FFT)对柱塞泵中由流固耦合所引起的振动特性进行了研究。利用特征线法求解流固耦合振动偏微分方程(1),得到时域信号,再使用快速傅里叶变换法,可得到管道系统的固有频率。该方法既拥有特征线法针对耦合振动建模清晰,计算简便等特点;又利用快速傅里叶变换法将振动特征转换至频域中。通过对频域振动特性的研究,得出A10V型柱塞泵工作中应避开的工作振动频率成份,以及斜盘摆角、压力、转速对柱塞泵由流固耦合引起的高频振动谱线影响变化规律。     

轴向柱塞泵裂纹转子的振动特性分析

针对轴向柱塞泵旋转组件,建立一类含有横向呼吸裂纹的单盘悬臂柔性转子有限元模型。采用数值积分方法进行仿真,得到转子系统的时间历程、轴心轨迹和频谱图等振动响应,分析裂纹深度、裂纹位置对转子振动特性的影响规律。结果表明：当横向裂纹位于轴承2时,随着裂纹深度的增加,转子二倍频及三倍频幅值随之增大,并且转子转速在1/2和1/3临界转速附近时,轴心轨迹具有内凹的变化趋势;当裂纹位于刚性圆盘附近时,对转子轴心轨迹、频率幅值等影响较小,并且轴心轨迹具有外凸的变化特点。     

基于AMESim的轴向柱塞泵流量脉动特性仿真研究

流量脉动特性是轴向柱塞泵的固有特性,是影响轴向柱塞泵工作性能和液压系统稳定性的重要因素。为减小轴向柱塞泵的流量脉动,理论分析了其运动特性和流量脉动特性;基于AMESim软件建立了仿真模型,得到了不同柱塞数目、转速和斜盘倾角情况下的流量脉动曲线。研究结果表明:轴向柱塞泵的流量脉动随柱塞数目增加、转速提高和斜盘倾角的增大而减小,研究结果为减小轴向柱塞泵的流量脉动提供了参考依据。     

基于AMESim的斜盘式轴向柱塞泵脉动特性分析

在分析斜盘式轴向柱塞泵工作原理的基础上,利用经典理论公式计算其脉动系数;利用仿真软件AMESim建立柱塞泵系统理论模型,通过仿真计算出脉动系数并与理论公式计算结果进行对比,验算AMESim仿真计算方法的正确性;考虑配流等实际条件建立柱塞泵系统的实际模型,通过仿真运算得出具有不同柱塞数的柱塞泵在不同工况下的流量脉动系数和压力脉动系数,为泵的应用提供有益的参考.     

水轮机的振动特性研究

以有限元的方法求解水轮机部件的流固耦合振动特性,给出了具有借鉴意义的结果以及应对水轮机振动所引发问题的相关对策。     

基于流固耦合的硬涂层整体叶盘振动特性研究

整体叶盘在复杂多变载荷的作用下易出现振动损伤和使用寿命缩短等问题。针对此问题,以整体叶盘简化模型为对象,对叶片的压力面涂敷NiCrAlY硬涂层并建立叶盘的流场模型;在Fluent软件中采用流固耦合方法分别对无硬涂层、有硬涂层整体叶盘进行叶盘表面气动载荷的模拟;最后,采用预应力模态分析法对无硬涂层、有硬涂层整体叶盘在气动载荷、离心载荷、气动和离心载荷共同作用下的振动响应、等效应力的分布进行求解,以及绘制叶盘的坎贝尔图。依据以上求解结果,对比研究了硬涂层和3种载荷方式对整体叶盘振动特性的影响程度。结果表明：硬涂层对整体叶盘的振动特性影响较小;相比离心载荷,离心和气动载荷共同作用时对整体叶盘振动特性影响更明显;硬涂层会降低整体叶盘的共振点数。     

基于超声短时傅里叶变换的液压管路内油液压力测量方法研究

阐述一种利用超声波测量管路内油液压力的方法：使用专用调压设备向钢管中的液压油施加压力,利用中心频率4 MHz的宽带超声换能器在钢管外壁对管内的液压油进行探测并获取反射超声回波信号,然后利用短时傅里叶变换对不同压力下超声回波信号的时间-频率谱与相同压力下时间-幅值谱进行分析。结果表明：随着钢管内液压油承受压力的增加,超声声速变大,声衰减系数变大。对管路内油液压力与超声声速、声衰减系数的关系进行拟合后得到函数关系,可以通过测得的超声声速、声衰减系数反演得出液压油压力。     

基于AMESim/Simulink的轴向柱塞泵滑靴副静压支承特性仿真研究

滑靴副是轴向柱塞泵的主要传递动力部件之一,将直接影响轴向柱塞泵的工作性能。目前,轴向柱塞泵存在的主要故障问题是关键摩擦副的油膜润滑失效和支承失效。采用AMESim/Simulink联合仿真技术研究轴向柱塞泵外部特性与滑靴副内部特性之间的规律,通过分析滑靴副的静压支承特性原理,建立滑靴副的静压润滑特性数学模型和液阻模型,并以接口模块连接两个模型构成虚拟模型。对轴向柱塞泵滑靴副的结构尺寸与滑靴副的泄漏流量、油膜厚度与刚度之间的变化规律进行基于AMESim/Simulink的联合仿真研究。仿真结果为滑靴副结构参数的优化设计提供依据,而且为后续开展的滑靴副润滑特性实际测量试验提供帮助。     

基于虚拟样机的轴向柱塞马达特性及振动机制分析

轴向柱塞马达是液压系统中执行机构的动力元件,其运行过程中产生的振动和噪声严重时会引发传动失效、流体泄漏等重大问题。基于TPA分析法,对轴向柱塞马达运转中的振动、噪声产生机制及传递路径进行理论分析。基于ADAMS和AMESim平台,以机械结构为核心,引入流体动力特性,搭建轴向柱塞马达机-液耦合模型,对其动、静态特性及运转中振动、噪声产生机制进行了进一步分析,指出通过优化配流盘和马达外壳结构可实现减振降噪的目的。对比相关文献中轴向柱塞马达参考数据,输出特性等方面相对误差小于6%,且运动特性符合理论模型,优于现有轴向柱塞马达仿真模型,验证了机-液耦合模型具有较好的计算精度。以仿真评估代替物理样机总体性能评估,能最大程度缩短产品研发周期,降低研发成本,其振动机制分析又可为柱塞马达结构优化提供理论依据。     

海浪冲击对Y形输液管道流固耦合振动的影响分析

为研究海浪的周期性冲击对深海中输液管道流固耦合振动的影响,采用FEA方法对内、外流体单独作用以及共同作用下Y形管道系统结构分支处的振动特性进行仿真分析。结果表明:海浪的周期性冲击载荷加剧了管道系统分支处内部流体的压力波动、增大了分支处结构振动的最大位移量和其所承受的最大等效应力;随着内流体压力波动的加剧,管道分支处振动的最大位移量和其所承受的最大等效应力均先减小到一定值再增大;海浪的冲击频率与内流体压力波动、管道分支处振动的最大位移量与其所承受的最大等效应力,均呈正比例关系。     

PV3型轴向柱塞泵的仿真及其非线性特征的研究

本文对轴向柱塞泵的非线性特征进行了深入的分析与研究,给出了准确完整的数学描述。而且数字仿真的方法,进行了改进,使其能够适用于非线性模型尤其非连续模型的仿真,从而为今后通过数字仿真对变量泵的各种非线性控制器的优化设计打下了良好的基础。     

并联轴向柱塞泵过渡区域脉动特性分析

并联轴向柱塞泵具有结构简单、能效高的特点,但柱塞泵内部结构配流盘排油单边腰型槽拥有双配流窗口,柱塞在经过配流窗口进行吸排油转换时,柱塞腔内闭死容积及通流面积的变化会产生较大的压力冲击和噪声,影响并联轴向柱塞泵的使用寿命和系统的稳定性.针对该问题,理论分析了柱塞泵运动学关系、配流盘配流面积等,利用多学科软件AMESIM建立了单柱塞模型,在此基础上构建整泵仿真模型.通过对单柱塞模型偏转角度和阻尼槽深度角进行分析,优化过渡区域几何关系,得到偏转角为7°,阻尼槽深为6°,该配流结构最为合理.进一步搭建试验台,对整泵的压力脉动进行试验验证,验证了模型的准确性,并得到随着负载压力的增大,输出压力脉动变大.     

径向柱塞液控伺服变量泵的试验研究

本文通过对一种径向柱塞液控伺服变量泵所做的试验和分析,揭示了诸多因素对这种变量泵性能的不同影响,为改进设计,提高变量泵的静、动态性能提供了依据。     

单片机在数字变量轴向柱塞泵应用的研究

文章介绍了作为控制核心的单片机C-51在数字泵中的应用,包括数字泵的工作原理,硬件的设计思路和主程序框图.通过控制步进电机的运动,来实现对柱塞泵流量的精确控制.体现出数字泵的控制精度高、污染小和抗干扰性强等优点.     

A novel method for FDTD numerical GPR imaging of arbitrary shapes based on Fourier transform

Ground penetrating radar (GPR) systems are very powerful tools with a wide range of advantages in non-destructive testing. Target detection is one of the serious results of GPR application. The landmine detection in the soil and reinforcement bars and holes in the concrete is some of the GPR object detection examples. In this research, the targets are modeled in different cases, an air hole or a conductive material. A cracked surface is also modeled for both conductive and dielectric media. For modeling, the three-dimensional (3D) finite difference time-domain (FDTD) method is applied. Perfectly matched layer (PML) absorbing boundary condition is used for simulating the physical absorbers and free space. The results were shown in time domain. The difference between results helps to distinguish the target depth and electrical properties. For better specification of the target shape, a transform in frequency domain is used. This transform contains a Fourier transform in a selected frequency. The results show a sudden change in the frequency response over the hole or target scanning. By this idea, the shape of any arbitrary hole or crack can be extracted.     

钛合金超声振动研磨表面粗糙度特性试验研究

根据超声振动研磨加工原理,采用自行研制的超声振动研磨装置对塑性难加工材料钛合金(TC4)表面粗糙度特性进行了试验研究。试验采用单因素法,分别研究了工件转速、超声振动振幅以及磨料粒度对工件表面粗糙度的影响规律。试验结果表明:超声振动的附加在一定程度上降低了工件表面粗糙度。所获得的结论对超声振动研磨中加工参数的选择具有一定的参考价值。