无人机液压弹射滑行小车缓冲系统仿真研究

以无人机液压弹射滑行小车缓冲系统为研究对象,给出了无人机弹射后滑行小车缓冲制动的工作原理,建立了小车缓冲系统的数学模型。基于Simulink软件对其进行求解并仿真研究了高速滑行小车缓冲制动动态性能,分析了溢流阀通径、溢流阀开启压力、液压马达排量、无人机弹射速度及小车质量对缓冲压力和小车制动位移的影响规律。结果表明:液压马达排量增大对缓冲压力增幅和小车制动位移减幅有明显影响;溢流阀通径增大有助于降低缓冲压力,但其对小车制动位移影响较小;溢流阀开启压力增大,小车缓冲制动位移和缓冲压力均显著增大;弹射速度、滑行小车质量增大,小车缓冲制动位移也增大。     

无人机液压弹射系统仿真研究

以液压马达驱动的无人机液压弹射系统为研究对象,给出了无人机弹射起飞和弹射后小车缓冲制动减速的工作原理。基于AMESim分别建立了无人机弹射起飞和小车缓冲制动减速仿真模型,分析了蓄能器最高蓄能压力、蓄能器体积、卷筒半径、插装阀通径、双向马达排量对无人机弹射起飞速度及位移的影响规律。研究了缓冲溢流阀开启压力对小车制动过程速度、位移和液压马达缓冲腔压力的影响规律,为无人机液压弹射系统的设计与优化提供指导。     

船舶泊岸液压储能缓冲系统设计与仿真

针对海浪冲击码头船舶时,长时间会破坏船舶和码头及其附属装置,提出一种船舶泊岸液压储能缓冲系统,兼有储能和缓冲效果,利用液压缸往复运动吸收海浪对船舶的持续冲击,并通过蓄能器储存液压能;失速船舶泊岸过程,液压缸活塞缓冲吸收船舶失速冲击动能。给出了船舶泊岸液压储能机理和缓冲原理,基于AMESIM搭建了船舶泊岸液压储能过程和液压缓冲过程系统仿真模型,开展了系统储能特性和缓冲性能仿真分析,主要计算了蓄能器气囊储能量和缓冲过程储能率值,研究结果表明：船舶泊岸液压储能缓冲系统可有效储存海浪能,对失速船舶冲击具有缓冲作用;系统储能过程,蓄能器单次储能量可达15.8kJ;缓冲失速船舶过程,缓冲时间为1.1s,缓冲位移为0.66m,蓄能器储能率可达23%。     

立体车库过放液压缓冲系统研究

提出并设计了立体车库过放液压缓冲系统,选型计算了系统关键元件参数,基于AMESim搭建了过放液压缓冲系统仿真模型,得到了载车板速度位移和缓冲缸压缩腔压力流量动态性能曲线,分别研究了不同溢流阀弹簧预压缩量和刚度对缓冲缸压缩腔及载车板位移的影响。仿真结果表明：该系统能有效吸收载车板过放能量;在不发生撞缸的条件下,减小溢流阀弹簧刚度和预压缩量有助于降低缓冲缸压缩腔压力冲击和提高缓冲缸吸能量。     

立井提升机过卷液压缓冲系统研究

完善了立井提升机过卷液压缓冲系统,利用AMESim建立了插装式溢流阀HCD模型及系统仿真模型,验证了插装式溢流阀仿真模型与实际阀性能的一致性,分析了不同插装式溢流阀开启压力下系统的性能,确定了插装式溢流阀开启压力为30 MPa,给出了插装式溢流阀开启压力为30 MPa下提升容器缓冲位移曲线、缓冲油缸上下腔压力变化曲线、上下腔蓄能器的容积压力变化曲线及插装式溢流阀流量曲线,结果表明,通过设置上下腔蓄能器吸收了缓冲的液压冲击,并降低了提升容器的回落距离。当插装式溢流阀开启压力为30 MPa时,缓冲位移为1.26 m,缓冲时间为3.5 s,最大回落距离为0.3 m。     

立体车库取车过放系统节流缓冲特性仿真

提出了一种立体车库取车过放节流缓冲系统,给出了过放节流缓冲原理,基于AMESim搭建了过放系统节流缓冲模型并进行了取车过放节流缓冲性能仿真研究,分析了停车厢质量、停车厢速度、溢流阀开启压力、节流阀通径对停车厢过放节流缓冲位移及缓冲缸下腔压力的影响情况,研究结果表明:取车过放缓冲阶段,缓冲缸下腔基本没有压力冲击,前期具有一定的压力波动;停车厢质量和速度对停车厢位移、节流缓冲持续时间的影响是一致的;增大溢流阀开启压力,停车厢位移减小,节流缓冲时间明显缩短;增大节流阀通径,停车厢位移有一定程度减小,节流缓冲持续时间有较大幅度减小,缓冲缸下腔前期压力波动程度明显降低。     

下运带断带抓捕液压缓冲系统优化及仿真研究

针对下运带式输送机断带抓捕液压缓冲系统在缓冲输送带冲击动能时,存在的较大振动问题,对下运带式输送机断带抓捕液压缓冲系统进行了改进研究。利用AMESIM,针对改进前后的液压缓冲系统搭建了仿真模型,对其动态性能进行了仿真研究;对改进前后的系统性能曲线进行了对比分析,并研究了溢流阀开启压力对改进的缓冲系统动态性能的影响规律。研究结果表明:改进后的缓冲系统的液压缸位移、速度、压力波动程度明显降低,在溢流阀关闭后阻尼孔能发挥较好的减振缓冲作用;溢流阀开启压力增大,液压缸位移增大,液压缸速度降幅增大,但平滑性不变,而液压缸无杆腔压力波动程度有所增加。     

无人机助推滑车液压减速制动特性仿真与试验

针对助推滑车液压缓冲冲击压力大，存在爆缸、爆管的风险，采用液压缸外接比例节流阀进行变节流缓冲减速制动助推滑车，使减速制动初期节流面积最大，随助推滑车减速制动位移增加，调节节流背压面积逐渐减小，平稳制动助推滑车，给出了助推滑车变节流液压制动系统原理，建立了变节流液压制动系统数学模型，基于AMESim搭建了助推滑车变节流制动系统仿真模型，进行了助推滑车变节流液压减速制动特性仿真研究，主要开展了系统性能敏感性因素分析。结果表明：采用变节流缓冲制动助推滑车，缓冲缸缸径小且压力冲击低；助推滑车速度和质量对滑车减速制动位移影响小，对缓冲压力影响大；冲击载荷不影响助推滑车最终位移，改变冲击载荷进行仿真，助推滑车制动最终位移保持为2.6 m;缓冲缸缸径对滑车减速制动位移和缓冲缸有杆腔压力影响大，较大缸径可持续降低缓冲缸有杆腔压力，低至4.5 MPa;滑车减速位移实测和仿真误差在0.2 m以内，缓冲缸压力峰值实测和仿真误差在1.0 MPa以内，实测数据和仿真数据趋势一致性较好，验证了助推滑车变节流液压减速制动系统的可行性。     

无人机气液压弹射系统建模与弹射过程仿真分析

无人机气液压弹射系统分为液压缸驱动式和液压马达驱动式两种,采用液压马达驱动的无人机气液压弹射系统在国内研究较少。以蓄能器组作为弹射过程中的主动力源,以液压马达作为驱动元件,分析了液压马达式驱动气液压弹射系统的工作原理,运用AMESim软件对弹射系统进行建模与仿真,在不同条件下得到了无人机的速度-位移曲线。对各参数权重进行分析,分析结果表明蓄能器组充气压力、无人机与载物车综合质量以及液压马达排量是影响起飞速度的关键参数,为无人机气液压弹射系统的设计与调试提供了参考。     

立体车库过放能量回收系统研究

针对立体车库的过放冲击动能问题,借鉴蓄能器在吸能减振领域的应用,提出并设计了一种立体车库过放能量回收液压系统。对该能量回收液压系统的工作原理进行了分析,计算确定了蓄能器的充液压力,利用AMESim搭建了能量回收系统的仿真模型,进行了能量回收的性能仿真;分析了过放速度、活塞直径、蓄能器充液压力和蓄能器气囊容积对过放能量回收液压系统动态性能的影响规律。研究结果表明:当过放速度增大时,一定条件下需增加吸能缸行程或增大缸径;活塞直径增大,升降板减速时间和气囊动态压力减小;蓄能器充液压力增大,升降板减速时间和气囊压力增量减小;减压阀对蓄能器的能量回收影响不明显。     

蓄能器对挖掘机回转系统能量回收效率的影响

为了提高以蓄能器为储能装置的液压挖掘机回转系统的能量回收效率,研究了某工况下蓄能器不同体积及充气压力对能量回收效率的影响。在AMESim软件中建立回转节能系统模型并进行仿真分析,仿真结果表明:在重载工况下,蓄能器充气压力一定时,蓄能器体积越大,能量回收效率越低;蓄能器体积一定时,蓄能器充气压力越高,能量回收效率越高。同时搭建了试验平台对仿真结果进行验证。结果表明:仿真结果和试验结果是一致的,在满足可回收能量的前提下,体积小、充气压力高的蓄能器能有效提高能量回收效率。     

基于AMESim断带抓捕缓冲系统仿真研究

断带抓捕装置是带式输送机安全运行的重要保护装置,但当带式输送机断带抓捕时易产生较大冲击载荷。液压缓冲对冲击载荷具有较好的吸收消耗作用,可减小断带抓捕时的冲击振动。通过介绍断带抓捕液压缓冲系统的工作原理,利用AMESim进行系统建模。研究了溢流阀开启压力对缓冲油缸压力及制动距离的影响,得出理想的溢流阀开启压力为3 MPa,制动距离为0.59 m,制动时间为1.59 s,并模拟了溢流阀开启压力为3 MPa时的冲击实验。结果表明活塞位移和缓冲腔压力均略低于仿真值,但接近程度较高,验证了仿真研究的参考性。     

动臂势能再生混合储能系统的设计与分析研究

液压蓄能器储能一直是液压系统唯一的储能方法,被广泛应用于混合动力液压挖掘机中,具有功率密度高、响应快、工作稳定、性价比高等优点。但是与电储能方式相比,液压蓄能器的能量密度低、吸放能压力波动大,限制其在混合动力液压挖掘机上的应用。提出了一种混合储能系统(HES),一部分能量按传统液压蓄能器储能方式,以保证功率密度;其他能量转换为电储能方式,以保证能量密度。基于一台1.7 t的微型液压挖掘机,建立了该混合储能系统的全尺寸仿真模型,实现了液压挖掘机动臂能量再生。研究结果表明,该混合储能系统能够有效回收动臂势能,且能量密度较高,吸放能压力波动小。     

液气储能双缸驱动大型液压挖掘机动臂节能特性研究

液压挖掘机工作过程中存在大量的重力势能浪费,严重影响整机能效并造成大的排放污染。针对双液压缸驱动动臂的大型液压挖掘机,提出采用双液气储能液压缸驱动液压挖掘机动臂、集成驱动与势能回收一体化原理,降低机器作业能耗和排放。将原双腔液压缸改为集成有储能腔的三腔液压缸,储能腔与液压蓄能器直接连通,通过液压蓄能器初始充液压力平衡工作装置自重,直接回收利用工作装置重力势能。根据36 t大型液压挖掘机作业特点和重力势能变化情况,设计出液压缸和液压蓄能器的参数。进一步建立数字化样机,通过对液气储能驱动系统进行仿真研究,对液压泵输出流量和控制阀的阀口参数重新匹配,修改了与回转复合动作的合流控制策略,并初步验证了液气储能驱动系统的节能效果。在此基础上构建了试验样机,90°标准装车作业循环测试表明,与同型号液压挖掘机相比,在满足同样挖掘力的情况下,整机工作效率提升20.7%,燃油消耗降低17.1%,如按每天作业8 h计算,单台车每天可节约燃油达47 L,减少二氧化碳排放123.6 kg。     

气动应变能蓄能器充放气动态特性仿真与实验分析

气动应变能蓄能器是一种能量储存与供给装置,充气膨胀时以拉伸橡胶材料的应变能和压缩空气能的形式储存能量。影响储能的因素主要是橡胶材料的应变和装置内气体的压力。基于有限元分析软件,采用流固耦合方法模拟橡胶气囊充放气过程,获得不同充气流量、橡胶气囊壁厚、刚性护罩内径下橡胶气囊的膨胀压力、膨胀体积和储能特性。最后,基于所搭建的应变能蓄能器充放气试验台,进行了不同工况下蓄能器的压力和能量性能测试。结果表明,该蓄能器特性仿真分析方法是有效和正确的,为指导气动应变能蓄能器定量设计奠定了良好的基础。     

基于蓄能器的节能回路控制策略研究

为实现重物势能回收再利用,以蓄能器为储能元件,设计闭式液压系统的节能回路。引入电磁比例减压阀,研究以蓄能器压力、外负载及速度为判断参数的控制策略。建立AMESim-Simulink联合仿真模型,分析回路压力与流量特性。仿真结果表明,该控制策略可使节能回路中的压力与流量稳定,并满足外负载与速度变化的需求。