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。     

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.     

并联式液压脉动衰减器薄板模态及衰减效果研究

液压泵油压脉动引起液压系统振动与噪声,减小液压系统油压脉动对于提高执行机构精度具有重要意义。设计制造了一种四薄板并联的液压脉动衰减器,分析了它的工作原理和固有频率,然后利用ANSYSWorkbench对其进行仿真分析,并在液压实验台上进行了液压系统油压脉动抑制效果的实验。通过仿真与实验结果对比表明,并联式四薄板型油压脉动衰减器在较宽的频率范围内有较好的衰减效果。     

一种复合式广谱液压脉动衰减器的设计与分析

为了降低液压泵出口的压力脉动,设计了一种复合式广谱液压脉动衰减器。该衰减器由1个扩张室、2个容积室、2个限流管和8个质量室构成。通过对复合式广谱液压脉动衰减器的参数进行合理配置,可实现对多个频率段的脉动进行衰减。采用插入损失来评价复合式广谱液压脉动衰减器的衰减效果,利用MATLAB软件对其衰减效果进行仿真,并分析了脉动衰减器主要结构参数与衰减效果的关系。结果显示,该液压脉动衰减器在20～1000 Hz的脉动频率范围内具有良好的衰减效果。复合式广谱液压脉动衰减器结构紧凑,衰减频率带变宽,衰减效果好,符合设计要求。     

并联式四薄板液压脉动衰减器工作原理及实验研究

本文设计制造了一种四薄板并联的液压脉动衰减器,分析它的工作原理和固有频率,利用ANSYS Workbench对其进行仿真分析,最后通过实验测试脉动衰减器的衰减性能。     

共振型液压脉动衰减器研究现状及展望

压力脉动通常被认为是振动和噪声的主要来源,使用合适的方法衰减压力脉动对液压系统的减振降噪有着十分重要的意义。共振型液压脉动衰减器由于能够有效衰减固有频率附近的压力脉动、压力损失小、变换类型多、成本低、可靠性高,在实际中得到了广泛的运用。在归纳总结国内外研究现状的基础上,将共振型脉动衰减器分为H型、多腔体型、流体-结构耦合振动型三类,并分别阐述各个类别的研究进展及使用性能。对各个类别的共振型脉动衰减器性能特点进行比较以方便用户合理选用设计。针对现存技术存在的不足,阐述今后研究的重点方向并指出紧凑性好、通用性高、频率适应性强是未来共振型液压脉动衰减器的发展趋势。提出一种新型拓扑结构的共振型脉动衰减器,该种衰减器能够灵活调整自身形状以适应严苛的安装空间要求。     

压力脉动衰减器的仿真及实验研究

该文通过频率法与CFD仿真相结合,分析了液压系统用压力脉动衰减器的压力脉动衰减频率特性,结果表明数学分析与CFD仿真分析结果吻合.结合实验研究,分析了某型压力脉动衰减器的频率特性.     

基于耳蜗基底膜仿生原理的液压脉动衰减器滤波特性研究

为解决液压系统中由于压力脉动引起的振动和噪声问题,从仿生学角度出发,根据人耳听觉形成过程及耳蜗基底膜的宽频振动响应特征,研究耳蜗基底膜振动的"空间-频率"特性,提出一种仿耳蜗基底膜振动特性的液压脉动抑制方法。设计一种以仿生膜片为共振体的结构紧凑灵巧的液压脉动衰减器,克服了传统液压脉动衰减器结构复杂、体积庞大的缺点。基于流固耦合原理,分析仿生膜片在压力流体中的振动特性;结合管路动态特性,建立脉动衰减器的传递矩阵模型,用插入损失对脉动衰减性能进行评价;通过脉动衰减器样机的试验检验其滤波减振性能。理论和试验结果表明该液压脉动衰减器能够有效衰减液压系统有效频率的压力脉动,并且在较宽频带内有较好的滤波效果,实现了广谱滤波。     

压力脉动衰减器衰减效果的评价方法

压力脉动衰减器的衰减效果目前还没有统一而有效的评价方法。该文对现有的评价方法进行了分析与讨论，提出了评价液压系统压力脉动衰减器衰减效果的新方法     

几种随动液压脉动衰减器的研究介绍

液压泵脉动式的流量输出流经管路后会产生压力脉动,采用液压脉动衰减器能衰减液压泵出口的压力脉动.通过改变自身参数来适应随时改变的压力脉动的随动液压脉动衰减器成为研究的热点,随动液压脉动衰减器能够精确有效衰减系统的压力脉动,使液压脉动衰减器的衰减性能发挥到最大化.重点介绍了现有的随动液压脉动衰减器的结构、设计方法和原则以及...     

泵源与机体共同激励下液压管路振动特性

车辆液压系统在工作过程中会受到车体振动与泵源液压脉动双重激励的影响,对压力波的传递及管网的振动产生重要影响。针对车辆液压系统泵源激励和车辆机体激励产生的振动进行分析,研究多源激励下管路的振动规律及压力波的传递规律。首先对泵源与机体共同激励下管路振动的计算方法进行了分析,将流体域动力学方程与固体域动力学方程进行组合,建立了流固耦合的总体动力学方程,然后对方程进行离散求解。基于理论推导,采用数值模拟的方法对液压管路的振动进行了分析,研究发现,液压系统在泵源谐波激励下的振动响应表现为宽频域的强迫振动,其谐波频率与泵源流体压力脉动频率保持一致,当泵源产生的压力脉动频率与液压管路的固有频率接近时,会激起管路结构大幅度共振响应。     

多级降压调节阀流激振动特性分析

分析某管路系统多级降压调节阀的流激振动问题,仿真得到调节阀小开度、中等开度、全开3种工况下压力、速度、漩涡速度云图、压力脉动时域与频域特性曲线及流激振动频率范围.利用热流固耦合模态分析得到调节阀固有频率.将流激振动主频与固有频率相对比,验证调节阀工作可靠性.分析得出:随着开度增大,各级降压效果明显,大涡逐渐形成小涡,且...     

分支谐振型液压脉动衰减器动态特性分析

对分支谐振型液压脉动衰减器用CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体动力学)分析软件进行计算,分析共振腔结构与衰减器动态特性的关系。在层流状态下,考虑流体的可压缩性,利用M序列压力信号激励,对衰减器进行CFD模拟,利用FFT(Fast Fourier Transform,快速傅立叶变换)得出其频率特性,比较了共振腔容积相同但直径和长度不同的衰减器的频率响应和插入损失;利用阶跃压力信号模拟压力冲击,比较了它们内部流场。设计了频率特性相同但共振腔容积不同的衰减器,比较了它们的性能。利用分布参数法对共振腔结构与衰减器基频的关系进行了分析。结果表明:衰减器的固有频率特性在一定程度上与共振腔的直径和长度相关,当共振腔直径-长度比小于1并逐渐减小时,衰减器基频也减小;当其大于1并逐渐增大时,衰减器的基频变化很小,因此减小共振腔直径-长度比可以减小衰减器的体积,同时保持共振频率不变。     

车辆液压管路油液压力脉动传递规律研究

在车辆液压系统中,油液压力脉动常常会诱发管路振动,导致管路产生疲劳破坏。以汽车液压系统管路为研究对象,建立流固耦合力学模型,分析了管路系统在多变工况时压力脉动的传播规律。结果表明:当液压阀突然关闭时,油液脉动会发生突变增大,液压阀关闭时间越快,油液脉动增加的幅度越大,在靠近出口即接近液压阀的位置脉动最大,而远离液压阀的位置脉动较小;当液压阀突然开启时,油液压力脉动增大,液压阀开启时间越短,油液脉动增大幅度越大;当串联工具结构时,由于有工具结构的作用,液压脉动在工具结构附近会增大。研究为液压系统的设计及管路振动分析提供理论依据。     

泵源液压系统压力脉动抑制方法研究

介绍了泵源液压系统振动与噪声产生的原因,分析了液压系统振动与噪声的危害。设计制造了一种基于流体—结构耦合振动的结构共振式液压脉动滤波器,在转运车泵源液压系统压力脉动测试试验平台上进行了2组试验。测试了泵源液压系统实际工况的压力脉动和安装滤波器后系统的压力脉动情况,得出2种试验条件下的液压脉动波动幅度和脉动率。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。     

Partial Surface Damper to Suppress Vibration for Thin Walled Plate Milling

The material removal rate and required workpiece surface quality of thin-walled structure milling are greatly limited due to its severe vibration, which is directly associated with the dynamic characteristics of the system. Therefore, the suppression of vibration is an unavoidable problem during milling. A novel partial surface damping method is proposed to modify the mode of the thin walled cantilever plate and to suppress vibration during milling. Based on classical plate theory, the design criterion is analyzed and configuration of the partial surface damper is introduced, in which viscoelastic plate and constraining plate are attached to the surface of the plate to increase the system’s natural frequency and loss factor. In order to obtain the energy expression of the cutting system, the Ritz method is used to describe the unknown displacements. Then, with Lagrange’s equation, the natural frequency and loss factor are calculated. In addition, the plate is divided into a finite number of square elements, and the regulation of treated position is studied based on theoretic and experimental analysis. The milling tests are conducted to verify its damping performance and the experimental results show that with treatment of partial surface damper, the deformation of the bare plate is reduced from 0.27 mm to 0.1 mm, while the vibration amplitude of the bare plate is reduced from 0.08 mm to 0.01 mm. The proposed research provides the instruction to design partial surface damper.     

Experimental and computational investigations of thermal modal parameters for a plate-structure under 1200 °C high temperature environment

When a hypersonic aircraft flies at a high Mach number, the plate-like attitude control structures, such as the wings and rudders, will be exposed to an extremely high-temperature environment. To obtain the thermal modal parameters of a structure that are difficult to measure, a high-temperature transient heating test system and a vibration test system were combined to establish a test system that can perform the thermal/vibration test at 1200 °C. Infrared radiation heating was employed to generate a controlled time-varying high-temperature environment, and an exciter was used to exert vibration excitation on the free end of the cantilever rectangular plate. A self-developed extension configuration of a high-temperature-resistant ceramic pole was used to transfer the vibration signals of the structure to a non-high temperature zone, and the acceleration sensors were applied to identify the vibration signals. The test data were analyzed using a time-frequency joint analysis technique, and next, the key vibration characteristic parameters of structure in a thermal-vibration coupled environment up to 1200 °C (e.g., the modal frequency and modal vibration shape) were experimentally obtained. In addition, the numerical simulation on the thermal modal characteristics of a rectangular plate was performed. The calculated results coincide favorably with the test results, verifying the credibility and effectiveness of the experimental methods. The research results can provide an important basis for the dynamic performance analysis and safety design of structure under high-temperature thermal-vibration conditions for hypersonic flight vehicles.     

考虑压力脉动的消防水炮自适应炮头射流系统参数振动研究

消防水炮自适应炮头可根据流体压力和流量变化自动调整炮口开度,从而显著提升其射流性能。考虑自适应炮头射流系统中流体的压力脉动,结合流体体积弹性模量与刚度间的关系,建立基于时变流体刚度的射流系统参数振动动力学模型,采用多尺度法推导脉动激励频率接近射流系统固有频率和固有频率与脉动频率的组合频率时的共振响应公式,分析射流系统的主共振和组合共振响应。结果表明射流系统发生主共振响应时,激励频率占主导成分,且接近一阶固有频率时系统共振幅值最大;射流系统发生组合共振响应时,激励频率与流体刚度波动频率的组合频率对系统响应的影响与流体脉动频率有关;主共振和组合共振将恶化系统的动力学行为。本项研究可为深入探索自适应炮头射流系统的动力学特性,优化不同工况环境下的设计参数提供理论依据。