流-固耦合共振式液压滤波器性能研究

该文提出一种流-固耦合共振式液压滤波器。在研究滤波器对管路脉动衰减的原理基础上,用传递矩阵法建立滤波器的声学模型,从频率特性角度分析共振滤波器对压力脉动的衰减作用。对该滤波器建立了液压系统仿真模型,对仿真结果进行详细的分析。     

新型管路液流脉动衰减器的数值与试验研究

载流管路中的液流压力脉动是造成管路系统振动的主要原因,因此消减液流脉动对管路安全具有重要意义。本文根据声学滤波器的基本原理设计了一种新型实用的液流脉动衰减器,通过数值仿真软件FLUENT建立了该衰减器的二维非稳定流动模型,并推导了管路中柱塞泵输送液流的入口条件,分析了不同频率下衰减器的液流脉动衰减性能。在数值模拟的基础上制作了脉动衰减器的实物模型,设计并搭建了柱塞泵管路实验平台,对脉动衰减器的相关性能进行了试验研究。通过数值模拟结果和试验数据的对比分析,发现该液流脉动衰减器具有作用频带宽、液流脉动衰减效果好的特点。此外,该衰减器结构紧凑、安装维护简单,便于工程实际应用。     

薄板振动式液压脉动衰减器滤波特性

为解决液压系统中由于压力脉动而引起的振动和噪声问题,提出一种薄板振动式液压脉动衰减原理,用弹性薄板代替结构振动式液压脉动衰减器的振动质量块,使静力平衡孔和平衡腔的流体构成一个赫姆霍兹谐振系统,弹性薄板与流体耦合振动构成一个受迫振动系统,实现了结构谐振与流体谐振的共同滤波,解决了传统液压脉动衰减器体积庞大的缺点.基于管路动态特性,结合具体的负载,建立薄板振动式液压脉动衰减器的传递矩阵模型,对压力脉动的衰减特性进行仿真,分析主要结构参数与压力脉动衰减性能的关系.根据仿真分析结果完成了流体滤波器样机的制作,对样机进行相关的试验研究,并将理论计算与试验结果进行比较分析.理论和试验研究表明薄板振动式液压脉动衰减器在很宽的频率范围内有良好的滤波效果.     

基于神经网络的入流式流体脉动主动控制

液压脉动主动控制技术由于其自适应能力强、衰减效果好的特点而得到广泛研究,在现有的研究中鲜有向管路中注入小流量油液来抵消压力脉动波谷值的主动控制方式。该文对入流式有源脉动主动控制进行了理论和仿真研究;设计并建立了压电陶瓷直驱式节流阀的模型;在控制算法上,考虑了实际系统中的非线性特性,采用BP神经网络算法调整控制器参数,使压电式节流阀产生的次级脉动与管路中的初始脉动相互抵消,达到脉动衰减的最佳效果。结果表明,基于神经网络的入流式有源脉动主动控制技术可以达到67%的脉动抑制效果。     

载流薄板式流体滤波器性能研究

提出了一种载流薄板耦合振动式流体脉动抑制原理,研制了一种结构振动式流体滤波器,利用阻尼平衡孔和静压平衡容腔及薄板的振动衰减流体脉动能量,实现了流体谐振和结构谐振的共同滤波。利用小扰度理论对流体耦合作用下载流薄板进行了动力学分析,应用集中参数法分析了滤波器的动态特性,建立了传递矩阵模型,仿真分析得出了理论模型的一致结果。最后对实验样机进行了性能测试,通过对流体压力的时域及频域信号分析,证明滤波器在耦合共振频率点具有良好的流体脉动衰减效果,同时在其滤波带宽范围内,也具有一定的流体系统压力脉动抑制效能,验证了理论分析的正确性,为流体系统压力脉动抑制提供了新方法。     

飞机液压能源系统管道脉动分析

基于某型飞机液压系统元件及管路,建立了系统压力脉动瞬态模型,使用特征线法对系统管路中压力脉动进行仿真,为研究系统管路中压力脉动传递提供理论依据及研究方法。     

吸收压力脉动的自适应蓄能器回路研究

建立了吸收压力脉动的普通蓄能器回路的数学模型,从理论上分析了流量脉动频率和系统稳态压力对蓄能器吸收压力脉动效果的影响。在此基础上,提出自适应蓄能器回路模型,模型利用压力传感器采集的流量脉动频率和系统稳态压力的信息来调节蓄能器前管路的流通面积,以此改变蓄能器的固有频率,实现吸收压力脉动的效果。仿真和试验结果表明,自适应蓄能器回路能在流量脉动频率和系统稳态压力变化时良好地吸收压力脉动,具有一定的自适应性。     

模态共振液压脉动衰减器仿真与实验研究

为了衰减液压脉动,提出一种模态共振液压脉动衰减器结构,利用共振板的多模态拓宽衰减频率范围。当液压油的脉动频率接近共振板的某一阶固有频率时,就会激发相应的振型将该频率成分的脉动能量最大限度衰减掉。选择合适的材质,合理设计共振板的结构使共振板固有频率分布得均匀而密集,使模态共振脉动衰减器具备广谱消声效果。用LMS Virtual.Lab对模态共振液压脉动衰减器进行声振耦合模态计算,并进行样机试验测试。研究结果表明:模态共振液压脉动衰减器结构紧凑、消声频率广、消声效果良好。     

飞机发动机驱动泵出口管路振动分析与优化

为了研究飞机发动机驱动泵出口流体压力脉动对管路结构振动的影响,基于某型飞机发动机驱动泵真实结构参数,建立了AMESim柱塞泵模型,模拟了柱塞泵额定工作状态下液压油出口流动特性,得到流体压力脉动函数表达式。选取液压泵出口段管路结构进行建模分析,将流体脉动函数表达式作为管路入口流体边界条件输入,对管路进行流固耦合振动特性分析。结果表明:管路的过渡段在流体冲击下产生的变形最大,变形量为1.1774 mm;当流体激励频率接近管路一阶固有频率时,管路发生共振的振幅最大,其中最大振幅为31.227 mm。最后,通过加设弹性卡箍的方法对管路进行优化,优化方法有效降低了流体激励对管路振动的影响。     

液压脉动滤波器试验研究

分析了液压系统振动与噪声产生的原因及其危害,设计制造了一种基于流体-结构( Fluid-structure)耦合振动的结构共振式液压脉动滤波器,在液压脉动滤波试验台上,通过测试滤波器前后的动态压力,得出液压脉动的的波动幅度和脉动率,验证了结构共振式液压脉动滤波器的使用效能和不足,为液压系统振动控制提供了新的技术手段.