自振阀式低压脉冲射流调制器振动特性仿真研究

基于脉动低压波克服井底压差提高钻速的机理,并根据自振阀式低压脉冲射流调制器的工作原理,利用Matlab环境下的Simulink系统建立了调制器液压振动力学的计算机仿真模型,对调制器的阀系运动进行了运动仿真.结果显示,调制器上阀和下阀协调振动具有可行性,调制器振动频率随钻头压降的增大线性增加,随钻井液流量、下阀质量、上阀行程的增加而减小.     

低压脉冲射流的调制机理及调制器振动模拟

介绍和分析了钻井液主流阻断式调制射流产生低压脉冲的机理和可行性。初步设计出全尺寸低压脉冲调制器，利用MATLAB环境下的Simulink系统建立了调制器液压振动力学运动的计算机仿真模型。对调制器的液压控制过程及阀系运动进行了初步模拟，显示出调制器主阀和控制阀协调振动工作的可行性。仿真计算结果表明，调制器振动的频率、主阀启闭时间以及在下止点关闭主流的时间等重要工作性能指标基本符合射流低压脉冲的要求，这说明调制器的结构参数基本合理。调制器的实际工作性能、指标以及模型仿真的可靠性还有待于实验验证。     

低压脉冲射流的调制机理及调制器振动模拟

介绍和分析了钻井液主流阻断式调制射流产生低压脉冲的机理和可行性。初步设计出全尺寸低压脉冲调制器 ,利用MATLAB环境下的Simulink系统建立了调制器液压振动力学运动的计算机仿真模型。对调制器的液压控制过程及阀系运动进行了初步模拟 ,显示出调制器主阀和控制阀协调振动工作的可行性。仿真计算结果表明 ,调制器振动的频率、主阀启闭时间以及在下止点关闭主流的时间等重要工作性能指标基本符合射流低压脉冲的要求 ,这说明调制器的结构参数基本合理。调制器的实际工作性能、指标以及模型仿真的可靠性还有待于实验验证     

强冲击下先导式溢流阀先导阀芯自激振动仿真

针对硬岩掘进机在掘进过程中切割硬岩地质会产生强冲击振动的工况,分析了液压系统中的先导式溢流阀的数学模型,建立了该阀在强振动环境下的动力学仿真模型.获得不同工作条件下,先导式溢流阀先导阀芯的动力学行为规律.仿真结果表明:当系统稳定时,先导阀芯受干扰小,系统会衰减振动至稳定;但当干扰幅值超过临界值时,系统会进入极限环的吸引域,产生周期性振动;通过增加先导阀阀口直径、弹簧刚度和减小先导阀半锥角,可增强溢流阀的抗干扰能力.     

液流旋启式止回阀阀内流场数值模拟

为了研究液流旋启式止回阀在工程实际中的动态特性以及产生的振动、噪声及阀瓣运动特性,采用了计算流体力学方法建立阀瓣运动模型和三维几何模型,对其在开启、稳定、关闭阶段的阀瓣运动特性与流场变化情况进行仿真计算,通过可视化研究,获得阀内流场的速度矢量图、压力云图以及阀瓣的运动曲线。数值模拟结果表明:由于液流旋启式止回阀自身结构问题,阀瓣旋起造成径向上受力不平衡,开启时流速较大区域位于阀瓣四周缝隙处,最大流速随着进口压力的线性递增不断增加并以射流的形式往出口喷出,伴有振动和噪声;稳定工作时,阀瓣旋启,阀门处于完全开启状态,流道畅通,最大压力分布区域位于止回阀底部;关闭时进口端压力减小,阀瓣自重导致阀门关闭,阀门出口处产生涡流,造成涡动与水击。模拟研究结果可为液流旋启式止回阀的结构参数设计和优化提供参考。     

基于显式动力学的发动机转子中介轴承的仿真分析

为研究复杂工况下中介轴承的动力学特性，针对外圈支承于低压转子轴颈，内圈支承于高压转子轴颈支承形式的中介轴承的工作特点，应用LS-DYNA建立了中介圆柱滚子轴承动力学模型，开展动力学仿真。该模型以显式算法为基础，在充分考虑中介轴承转速、旋转方向、负载、接触及摩擦的条件下，基于动力学仿真模型，分析了中介轴承应力水平随内外圈旋转方向、内外圈转速及径向外载荷变化的规律。分析结果表明：在内外圈反向旋转以及外圈转速增加的情况下中介轴承的振动更为平稳，而在径向外载荷增大的情况下，中介轴承的振动更加剧烈。仿真结果验证了模型的正确性，为中介轴承故障诊断提供了有益参考。     

空调压缩机舌簧排气阀运动过程的有限元仿真

空调压缩机工作时排气阀阀片在循环气压作用下往复运动进而形成断裂。针对该问题,研究使用有限元方法基于Ansys Workbench平台中的显示动力学模块,对阀片工作时的运动和碰撞全过程进行了动力学仿真,模拟阀片工作时的变形、运动速度和等效应力随时间变化过程。计算发现阀片在上升过程中与限位器表面存在渐进的多次碰撞,导致阀片运动中出现微颤现象,引起速度的波动。阀片与限位器的碰撞同时还导致阀片内最大应力位置的改变,模拟结果显示阀片运动过程中的最大应力发生在阀片中段,而非静载条件下的阀片根部,这与工程应用中阀片的实际断裂情况相吻合。     

旋转式压缩机气阀故障的振动诊断机理分析

通过分析小型旋转式压缩机气阀的运动规律,着重研究阀片振动的机理,建立相应的振动力学模型,指出了在阀片以旋转转子频率为基频的各阶谐频成分和阀片卷绕升程限制器自由振动成分上可以发掘出阀片的故障信息,并结合实例进行阐述,为振动诊断压缩机气阀提供了理论依据.     

TBM液压阀块流道压降特性研究

针对全断面硬岩掘进机(TBM)掘进过程中强振动对液压阀块内部流道的影响,建立了基础振动下U型、Z型、V型3种典型流道的流场仿真模型,并通过实验验证了仿真模型的正确性.仿真分析了振动方向和强度对典型流道压降特性的影响规律.研究发现:基础振动下液压阀块流道的压降随时间做周期性波动,压降的波动幅值和平均值随着振动强度的增大而增大;在阀块内布置流道时,U型流道应避免Y方向的振动,Z型流道应避免X方向的振动,V型流道应避免Z方向的振动.研究结果能为基础振动下液压阀块结构的设计提供理论依据.     

液压抽油机动态特性分析

应用机械振动理论,对液压抽油机的动态特性进行了分析。结果表明,液压抽油机在准匀速悬点运动条件下,抽油泵的运动由两部分组成一是随悬点一起的刚体运动,二是由于悬点支撑位移激发的振动响应,其振动频率为系统的固有频率。适当调整系统参数,抽油泵将出现超冲程现象,这对于提高采油效率将是有益的。在准匀速悬点位移作用下,将引起抽油杆柱的振动,导致杆柱中的动应力。杆柱中的最大振动位移随深度增加量值逐渐增大,最大动应力随深度增加而逐渐减小。最大动应力随深度不是线性变化的,而是为二次函数关系。     

钻井液提升阀流量系数的测定

以钻井液作为介质,对锥阀、球阀、板阀3种阀芯4种不同结构的阀座形式在不同开度下的流量、压力进行测量和计算,得出了各种条件下钻井液提升阀阀口流量系数及其规律,并与水压阀阀口流量系数进行对比分析.结果表明:阀座倒角角度和倒角长度对锥阀及球阀阀口流量系数有较大影响,对板阀影响较小;背压存在与否对板阀流量系数变化规律影响较大;与水压阀相比,钻井液提升阀阀口流赶系数略高.     

振动环境下双级溢流阀的建模与分析

为研究溢流阀在液压能源启动过程、整机振动环境下保持必要的服役性能,建立了振动环境下双级溢流阀的数学模型及特性的分析方法. 研究结果表明:溢流阀先导阀作成平衡活塞防振尾端结构形式可以实现减振、消声、稳压的功能;双级溢流阀分为先导阀开启前、主阀开启前和稳定工作3个阶段;整机振动对双级溢流阀压力控制性能的影响大;结构参数决定了溢流阀的延迟时间和动态特性.      

中介机匣可调放气活门数值研究

为研究中介机匣可调放气活门在不同进口工况下的放气特性及其对内涵出口总压畸变的影响,采用数值方法对不同活门开度和进口工况下的中介机匣流场进行了研究。结果表明：可调活门开度不变时,活门相对放气量基本恒定,与进口工况无关;进口工况和外涵道的流量变数在确定的活门开度下可近似看作线性关系;进口工况一定时,随着可调活门逐渐打开,由活门产生的附加涡系结构使得内涵出口近机匣处低压区范围变大,近轮毂处低压区范围基本不变,内涵总压损失加剧。     

水压锥阀内流场的数值模拟

在大雷诺数下应用雷诺应力湍流模型和计算流体力学方法对锥阀的内部流场进行数值仿真计算,着重研究阀的结构参数、入口压力、出口压力、阀口开度等对锥阀流场的影响.研究结果表明:阀的结构参数对流场的分布和气穴的产生有较大的影响.同时随着阀口开度、入口压力的增加,低压区逐渐扩大,压力逐渐下降,产生气穴的区域也随着扩大;而随着出口压力的升高,低压区的压力也逐渐升高,产生气穴的区域也逐渐缩小,对气穴有一定的抑制作用.     

国产引进型汽轮机组检修常见问题分析与处理

介绍了国产引进型机组在运行检修中遇到的轴振异常、高压调阀异响、汽轮机组的通流轴向间隙超标、汽缸变形、汽轮机内部元件脱落等故障,分别分析了制造、材料与安装方面的原因,提出了相应的解决和处理手段,对机组的检修工作具有一定的借鉴意义。     

齿轮齿条钻机起升系统多体动力学建模与分析

齿轮齿条钻机可以利用齿条齿轮技术带动顶部驱动装置直接起下钻具,是目前国内较为先进的新型石油钻机。建立了井架的等效模型和起升系统的等效模型,利用能量法,建立拉格朗日方程,对齿轮齿条钻机的起升系统进行多体动力学分析。利用ADAMS建立虚拟样机,对数学模型的分析结果进行验证。由于井架刚度很大,研究齿轮齿条钻机起升系统的动力学特性时,可忽略其柔性的影响。考虑钻柱运动所受阻尼作用,开钻初始时刻钻头有较为明显的振动,但不影响向下钻进的速度,且逐渐趋于平稳钻进。     

阻尼结构对锥阀压力特性的影响

提出两种复合阻尼调压锥阀,一种为双环形间隙型,另一种为阻尼孔型,利用AMESim平台搭建系统仿真模型,与单环形间隙型进行对比分析;并对比分析了阻尼结构与系统参数对复合阻尼调压锥阀减振调压的影响。结果表明:在一定结构参数条件下,不同阻尼结构复合阻尼调压锥阀皆有更好的静态特性且动态特性得到优化;一般而言,单环形间隙型与双环形间隙型皆有更好的减振调压能力;半锥角、孔径以及工作压力等均对系统减振调压能力有较大影响。     

脉宽调制流体位置控制系统稳定性的研究

在分析自然采样、双沿调制模拟式脉宽调制器的基础上,找出了由其组成的脉宽调制流体位置控制系统的特殊性,提出了系统稳定的必要条件.在由三通气动高速开关阀和差动气缸组成的脉宽调制高压气动位置控制系统上进行了实验研究。     

内燃机缸盖振动信号建模与仿真

针对现有内燃机振动信号采集方法存在的问题,提出一种通过建模仿真来模拟内燃机不同工况振动信号的方法。首先,建立内燃机配气机构动力学模型及气缸模型,分别用来模拟不同间隙气门的落座力及气缸压力;其次对内燃机缸盖进行模态分析,提取前30阶振型及其对应的频率;最后采用有限元法建立内燃机缸盖模型,借助气门落座力及气缸压力仿真结果对缸盖振动进行模拟仿真。利用缸盖振动的实测信号对其模拟信号进行验证,结果证明模拟方法有效可行。