变转速变排量双控轴向柱塞泵脉动特性及噪声研究

基于对斜盘式轴向柱塞泵的理论分析,利用AMESim软件建立变排量柱塞泵模型。在同负载条件下,通过变转速和变排量调节对泵的压力脉动特性进行仿真测试及试验验证,得到仿真和试验曲线基本吻合,验证模型的准确性。并在此基础上根据试验及仿真数据,在相同负载和不同负载下,对采用转速、排量调节相组合情况下泵的压力脉动特性进行比较分析,结果表明随泵转速或排量变大,泵的压力脉动幅值均增大,在独立控制、同流量输出情况下,排量调节比转速调节脉动幅值大;在双控方式下,采用高转速、低排量方式压力脉动幅值最小,功率最大。进一步地,从噪声角度对泵特性进行分析,结果表明在转速、排量独立调节情况下,系统噪声的变化趋势与压力脉动一致;在同负载同流量、变转速和变排量相组合的液压系统中,系统噪声变化与压力脉动变化趋势恰好相反。在同负载同流量下对试验和仿真数据进行对比分析,仿真模型中高转速与低排量组合的压力脉动小,试验曲线中低转速与大排量组合电动机输入功率小,系统噪声低。通过以上分析研究,为变转速和变排量双控理论研究和工程应用提供了技术支撑。     

风力发电机混合式刹车系统的电磁涡流刹车研究

针对现代风力发电机刹车系统存在的齿轮箱所受扭矩大、刹车片磨损快等问题,提出了用电磁涡流刹车作为风力发电装置辅助刹车的混合式刹车系统.试验结果表明,该新型刹车系统刹车性能较好,并且解决了上述问题.     

液压变压器排量特性

重点对新型液压变压器的排量特性进行了仿真和试验研究。通过公式推导,建立了新型液压变压器排量计算的数学模型,并利用此模型对液压变压器进行排量特性的仿真研究;同时设计了液压变压器性能测试试验台, 在其试验台上对液压变压器进行了流量、转速、排量随角度变化时各自性能的试验研究,以及排量与负载关系特性的研究;最后,经仿真和试验对比,发现仿真结果与试验结果相吻合。研究表明液压变压器的排量是配流盘控制角度的函数,而与负载大小以及液压变压器的转速无关。     

辅助刹车在钻机上应用现状及配套

介绍了水刹车、伊顿WCB辅助刹车、电磁涡流刹车、电机能耗制动等的特点,并对其综合性能进行了对比,提出在钻机配套中应注意的问题。对钻机辅助刹车配套和设计有一定的指导意义。     

电磁旋转涡流制动特性分析和力矩模糊控制方法研究

运用理论分析法和有限元计算方法,研究电磁旋转涡流制动器的制动特性。介绍制动器的基本结构与工作原理,并结合磁路分析法与分层理论,推导出制动盘中的涡流密度及涡流损耗公式,解析得到制动力矩的理论公式。结果显示,制动力矩同线圈匝数及励磁电流乘积的平方成正相关,而且受气隙长度、制动盘厚度、电磁材料的磁导率与电导率影响;建立旋转涡流制动器的三维有限元模型,验证了理论结果的有效性,并进一步研究制动器的几何参数与电磁参数对制动特性的影响规律,得到适用于列车紧急制动工况的制动器参数;根据制动特性曲线建立制动器的参数模型,设计了模糊控制器以改善高速区间内列车制动的平稳性。所提出的制动力矩理论推导、制动特性分析及控制器设计方法可以为涡流制动器的总体设计及优化研究提供借鉴。     

Hamilton体系在电磁涡流耗散系统建模中的应用研究

电磁涡流场问题的传统求解方法是按照电磁场基本理论来建立方程,并通过各种数值计算方法来求解,其缺点是计算量大,精度难以保证。文中从能量的角度出发,给出电磁涡流耗散系统的Hamilton函数;依据分析力学中Hamilton理论,推导出系统的正则方程,建立了涡流耗散系统问题求解的新模型。该建模方法将为电磁涡流问题的求解提供一条新途径。     

风力发电机电磁涡流刹车智能控制系统的研究

针对现代风力发电机刹车系统存在的高压油泄漏、齿轮箱冲击严重、刹车片磨损等问题,提出了用电磁涡流刹车作为风力发电装置辅助刹车的混合式刹车系统,并结合模糊神经网络滑模控制来控制新型系统.试验及仿真结果表明,新型刹车系统具有良好的刹车性能,并且能很好地解决上述问题.     

磁力传动隔离套涡流损失功率计算

针对磁力传动系统工作时隔离套内因电磁作用而形成涡流,不但增加能耗而且产生热量影响永磁材料性能这一问题,从磁力传动工作原理入手,剖析了磁力传动涡流产生的原因,并对涡流损失功率进行计算。     

电磁作动器特性试验研究

分析了电磁作动器的工作原理,推导出了电磁作动器的数学模型;设计了电磁作动器的特性试验装置,使用MATLAB分析了试验数据。结果表明,电磁作动器的理论计算结果与试验结果有一定差距,在控制器设计时必须考虑这种理论模型的不确定性。     

冷却水道宽度对陶瓷电主轴温升的影响研究

为了优化电主轴冷却系统,寻找环形冷却水道的最佳宽度,对170SD30-SY陶瓷电主轴实物进行了研究,以耦合传热数值计算理论为基础,利用软件ANSYS CFX对电主轴水冷系统中的流体流动和温度分布进行三维仿真计算,分析了具有环形冷却水道的电主轴冷却系统中,不同的冷却水道宽度对电主轴温度的影响。对比了水套与冷却水的温度与冷却水道宽度的关系。研究表明:冷却水入口速度一定时,随着冷却水道宽度的增加,冷却水流动走向由双向变为单向,电主轴温度先降低后升高;当水道内径为136mm时,冷却水道设计的最佳宽度为4mm。     

铜基粉末冶金闸瓦刹车仿真计算

研究钢背烧结的铜基粉末冶金列车闸瓦刹车时热机耦合特征。（1）建立了闸瓦刹车时的热传导方程；(2)计算了该摩擦材料内的温度分布和位移分布；(3)计算了任何时刻摩擦材料表面的温度值；(4)在MM-1000试验机上测量了该材料表面的温度。并与计算值进行了比较。根据计算分析结果得出该材料有较好的导热性能。     

永磁涡流联轴器功率损耗的分析

首先介绍了永磁涡流联轴器的基本组成及工作原理。分析了功率损耗来源主要有电磁损耗、机械损耗,而其中电磁损耗中主要是铜损耗。在理论分析的基础上,利用有限元方法,通过大量的Ansoft Maxwell 3D仿真分析了铜盘厚度、导磁盘厚度、气隙长度、永磁体厚度、永磁体数量、转速差等主要参数对铜损耗和最大涡电流密度的影响。分析结果表明了各参数对永磁涡流联轴器的铜损耗影响的变化规律。研究结论对于联轴器设计时的关键参数选取有较大的参考价值,研究方法对于进行永磁传动机械的研究具有一定的借鉴意义和指导作用。     

基于流固耦合传热分析的液压电机泵温度场特征

为获得液压电机泵全域温度场分布特征,分析计算不同负载下电机电磁损耗和液压泵功率损失值,将电机主要部件、液压泵泵芯作为固定体热源,建立了电机泵流固耦合传热仿真模型。结果表明：随着负载的增加,电机泵的整体温度逐渐升高,高温区主要集中在电机定子、转子和泵芯上,其中泵芯的温度相对较低;负载低于6 MPa时,电机泵的最高温位置始终位于定子绕组,负载增加后,逐渐转移至转子导条。采用热电偶测量电机泵样机壳体表面特征点的温度,与仿真结果的最大偏差为9.6%,验证了电机泵流固耦合传热模型及计算方法的有效性。     

直缝焊管成型机组的力能参数研究

本文根据弹塑性弯曲变形的原理,分析了各直缝焊管成型机座的变形过程,从而提出了确定其力能参数的计算方法。又根据无限长管局部均布受压的物理模型,导出按定经量及弹复量确定钢管定径尺寸以及万能参数的计算方法。最后,按静负载和动负载,并参考电动机控制系统的完善情况,确定所选电动机的功率。带钢弯曲成型和定径是生产电焊钢管的主要工序。认识和了解网管弯曲成型的过程及其力能参数计算,对于进行电焊钢管成型机组的设备设地和挖掘生产潜力,有一定的现实意义。然而国内外在这方面的研究甚少,致使我们在设计时,深感资料缺乏。已查到的各种成型力计算,其计算结果相互间差距很大,难于以之作为根据。作者在国内外学者所进行的基本理论分析基础上,提出了直缝管成型机组力能参数计算方法,并进行了大量实验研究,确认两者之间是相当符合的。下面是我们的研究结果。     

管翅式机油冷却器温度场模拟仿真与数值计算

利用SolidWorks对管翅式机油冷却器建模,使用ANSYSCFX仿真软件对管翅式机油冷却器的温度场进行模拟仿真,结合试验结果分析并讨论了风速和温差对管翅式机油冷却器传热的影响.试验结果与计算结果表明:空气侧温度和油侧温度差值与散热功率呈线性关系,差值越大管翅式机油冷却器的散热效果越明显;迎风面垂直方向风速与散热功率也呈线性关系,风速越大管翅式机油冷却器的散热效果越明显.利用MATLAB对已有的进风口风速、进油口温差以及对应的散热功率进行曲线拟合,得到进风口风速和进油口温差变化与散热功率的关系式.通过试验结果与计算仿真的数值模拟对比,验证了计算模型的有效性与准确性.     

航空机轮刹车振动力学建模与试验分析

为探究飞机刹车系统的振动规律,以航空机轮刹车装置为研究对象,通过对刹车装置的受力分析建立了刹车扭转振动和轴向振动的力学模型,建立刹车振动系统的频率方程,计算出扭转和轴向固有频率,采用m+p动态测试软件对力学模型和固有频率进行验证,理论与试验结果基本一致。在惯性试验台上进行刹车振动测试,通过理论计算和试验结果初步得出了刹车振动规律,为航空机轮刹车装置的设计和改进提供了依据。     

压电石英晶片扭转效应理论研究与验证

从各向异性弹性理论和麦克斯韦电磁理论出发,较系统地探讨了圆形压电石英晶片扭转效应理论,得出了扭转应力场与非线性极化电场分布规律,并采用有限元法求得了极化电荷电场在压电片内的分布。根据理论分析,用分割电极法有效地在压电片表面布置了检测电极,理论与试验结果均表明电极检测的极化电荷量与外转矩成线性关系,理论与试验基本符合。这些研究为新型转矩传感器与测力仪的开发奠定了必要的理论基础。     

气缸壁温度预测研究

基于包含热交换的气缸运动数学模型,提出了一种计算气缸充放气过程中等效热功率的理论方法,预测气缸在达到热稳态平衡时的气缸壁面温度变化情况,并利用该预测模型结果与实验测量的气缸壁面温度变化情况进行对比。结果表明,等效热功率理论分析得到的气缸壁面温度变化与实验结果基本相符,等效热功率模型可以预测不同工况气缸壁面的温度变化。     

封闭式冷却塔冷却水出口温度的建模

对封闭式冷却塔热质交换进行了理论分析,建立了数学模型,运用MATLAB软件进行了冷却水出口温度数值计算;并与试验值进行对比,结果证明模型的计算值比较合理.     

压力平衡式比例电磁阀的仿真与试验探究

比例电磁阀作为无极流量调节阀广泛用于航空航天领域,该文采用经验公式法进行解析计算,获得电磁阀的基本尺寸及关键结构参数;在Ansoft的Maxwell2D有限元软件中建立模型,对不同激励下电磁吸力与行程关系进行仿真计算,验证经验公式计算结果;为了减小比例电磁阀的体积,引入压力平衡式结构。通过负载试验得到电磁阀出口流量曲线,试验结果表明该产品具备较高压力下比例调节功能。采用压力平衡式结构使电磁阀具有压力适用范围广和阀体体积小等优点,为高压比例电磁阀设计提供了一定的理论和试验数据参考。