逻辑溢流阀卸荷压力冲击的研究

本文通过理论分析建立了几种常用逻辑溢流阀卸荷回路的数学模型,并进行数值计算和试验研究,分析了溢流阀及其系统的基本参数对卸荷压力冲击的影响,计算中液压油粘度、阻尼孔特征系数和调压阀阀口流量系数均按变数计入其对瞬态过程的影响。同时,文章还对一些其它卸荷回路及其缓冲措施进行试验研究,提出解决系统卸荷压力冲击的具体方法。     

逻辑溢流阀卸荷压力冲击的研究(第一部分:理论分析)

本文通过理论分析建立了三种逻辑溢流阀卸荷回路的数学模型并进行了数字仿真,分析了溢流阀结构参数和系统使用参数对卸荷压力冲击的影响,给出了数值计算所得各主要参数对卸荷压力冲击峰值的关系曲线。计算中液压油粘度、阻尼孔特征系数和调压阀阀口流量系数等均按变量计入其对瞬态过程的影响     

垂向强冲击载荷下车辆缓冲座椅的安全带系统防护性能分析及优化

针对特种车辆受到垂向强冲击时缓冲座椅的安全带系统防护性能进行研究,建立了地板-座椅-乘员系统的有限元模型,对驾驶室地板结构施加冲击位移输入,应用数值仿真方法比较分析了缓冲座椅分别匹配两点式、三点式、四点式和六点式安全带时对乘员的约束效能。在垂向强冲击载荷下,具有六点式安全带的缓冲座椅可有效地减小腰椎轴向压力峰值,同时降低乘员与车身结构发生冲击碰撞的可能性。进一步对六点式安全带的预紧特性和限力特性参数进行了多设计方案分析和优化,具有匹配优化后的预紧特性和限力特性的六点式安全带可使乘员的腰椎轴向压力峰值比优化前降低10.7%,比三点式安全带显著地提高了缓冲座椅抗垂向强冲击的安全性。     

基于SimHydraulics的水力凿岩机冲击系统动态仿真

以自行研发的后控式SYYG65型水力凿岩机冲击系统为研究对象,在Matlab中应用SimHydraulics工具箱,建立水力凿岩机冲击系统动态仿真模型,实现流体/机械的混合仿真.建模过程不考虑系统运行状态的转换,简单有效地实现了活塞和阀芯在水压力作用下的耦合计算.在泵供水流量为120 L/min,减压阀卸荷压力为16 MPa时,对系统进行仿真计算,获得了在此条件下冲击机构运动与活塞前后腔压力变化典型曲线,并与实测结果进行比较.同时,运用这一动态仿真模型对蓄能器参数进行优化计算.研究结果表明:在有效容积为0.24～0.27 L和充气压力为5.00～5.75 MPa的最优工作参数下,SYYG65型水力凿岩机冲击系统能量利用率有显著提高.该SimHydraulics仿真模型对水力凿岩机冲击系统参数设计和优化匹配研究是有效的.     

带螺纹插装式溢流阀的液压马达特性及试验研究

为了减小液压马达工作过程中的系统压力冲击,设计出具有压力缓冲功能的螺纹插装式溢流阀,建立带螺纹插装式溢流阀的液压马达数学模型,分析溢流阀芯锥度、液阻直径、敏感腔体积、弹簧刚度等结构参数对马达特性的影响,取得减小液压马达压力冲击的方法。采用250 kW液压马达综合性能试验台进行马达压力缓冲特性和压力切断特性试验,理论结果与试验结果的比较分析表明:溢流阀节流孔直径和弹簧刚度是影响马达特性的主要参数,敏感腔体积变化的影响较小;实际工况下某型马达缓冲压力和切断压力分别为11.0 MPa和34.8 MPa,缓冲压力时间为2 s。     

气缸气缓冲特性的实验研究

研究气缸气缓冲特性,建立计算机辅助测试系统.通过调节气源压力和缓冲针阀开度,测试不同工况下缓冲腔及主气路压力、气缸行程以及振动加速度等参数,并分析过缓冲、欠缓冲及最佳缓冲等几种典型的气缓冲特性.实验结果表明:气缸活塞与端盖的机械碰撞是造成振动冲击的主要因素;一些过缓冲过程仍存在机械碰撞,从而造成缓冲效果变差;最佳气缓冲只存在于某些工况.     

大功率水压比例卸荷阀功率级动态特性仿真研究

针对开关式电磁卸荷阀工作中压力冲击严重的问题,提出采用比例控制方式对泵站压力升降过程进行调节的方法,并设计了一种1 200 L/min,50 MPa的比例卸荷阀．针对功率级主阀大尺寸、大容腔等特点,采用功率键合图建立了数学模型,研究了主阀弹簧腔直径、阻尼孔直径、先导阀开度、主阀弹簧刚度和预紧力对主阀升压响应时间、卸荷响应时间和卸荷残余压力的影响规律．结果表明：卸荷响应时间与卸荷残余压力具有变化的一致性,而与升压响应时间呈反比例关系;在满足卸荷残余压力不大于1.2 MPa的基础上,可以确定各关键参数的优选值;最终升压响应时间为160 ms,卸荷响应时间为60 ms;在25%输出幅值状况下幅频宽为9 Hz,在100%输出幅值状况下幅频宽为3 Hz.     

半正弦波冲击时瓦楞纸板破损边界研究

根据瓦楞纸板平压静态模型，研究瓦楞纸板缓冲衬垫简化模型的包装材料在半正弦波激励下的冲击响应，建立动力学方程．应用四阶龙格-库塔数值法求解，从而得到瓦楞纸板包装系统的冲击谱和破损边界曲线，讨论了相关参数对它们的影响．结果表明，瓦楞纸板缓冲衬垫的系统参数(α、β、γ)对系统冲击谱和破损边界曲线有显著的影响。     

一种农机液压系统制动缓冲阀原理与性能研究

农用机械液压执行元件的制动缓冲性能对其寿命及可靠性有很大的影响,而由于农用机械特殊的工况环境及性价比要求,导致其制动过程中存在较大液压冲击。针对农用机械液压系统在起、制动过程中存在压力突变,导致液压管路和元件的损坏并降低使用寿命的问题,本文提出了一种并联阻尼液压缓冲阀的原理设计。根据某型农机液压系统参数,利用AMESim仿真平台对该缓冲阀进行了液压缸制动性能仿真分析。分析结果表明,该缓冲元件在兼顾制动时间和制动距离的情况下,可以将起、制动压力超调控制在20%以内。相对于目前通用的集成多路阀液压缓冲系统,该缓冲阀具有性价比高、工况适应性强等特点,可广泛应于农用机械液压缓冲系统。     

高速大流量阀控液压缸缓冲优化设计

针对用于1 100 k V特高压断路器中的高速大流量液压缸分闸缓冲制动效果不良这一问题,提出采用系统综合建模的方法,在建立缓冲流量连续方程和运动微分方程的基础上,综合考虑油液密度、动力黏度和体积弹性模量随系统状态的变化,并提出运用CFD(computational fluid dynamics)流场分析法判断缓冲不同阶段的过渡点,同时结合试验测试数据对活塞运动的位移、速度、缓冲压力等动态特性进行对比分析。发现理论计算结果与试验数据差异较大;经过修正的阀控液压缸模型得到的结果与试验基本一致,缓冲压力变化剧烈,其峰值压力高达107.0 MPa,缓冲末速度高达1.75 m/s,会对缓冲套和缸体造成严重的冲击。为有效提升缓冲效果,推导出理想缓冲过程的压力和速度变化规律,给出4种不同柱塞结构的间隙变化模型,并在考虑油液黏性阻尼和可压缩性的条件下,运用阀控缸系统的综合计算模型对不同结构柱塞在初始间隙取不同值时的缓冲效果进行对比分析。研究结果表明:在相同条件下,初始间隙为1.4 mm的圆锥型柱塞的缓冲效果最好,使缓冲峰值压力和末速度降低幅度均超过40%;考虑实际参数的动态变化特性后,理论上最优的抛物线型柱塞的缓冲效果不佳,活塞的末速度较高。     

逻辑溢流阀卸荷压力冲击的研究(第二部分：试验研究)

为使液压系统能耗最小、发热最少,常用卸荷回路来使液压泵以最小输出功率运转。因此,从航天飞机到远洋货轮,从仿形机床到工程机械,无论是军用还是民用,绝大多数液压系统都设计有卸荷回路。关于用逻辑溢流阀卸荷的理论分析,笔者已在文章中做过介绍。这里根据理论分析结果,结合实际应用的JK04a-H20型电磁逻辑溢流阀进行卸荷压力冲击的试验研究,一为验证文     

二自由度线性系统龙格-库塔解法的研究

基于二自由度线性系统跌落冲击方程的无量纲方程组,通过龙格—库塔数值解法,分析了系统参数与冲击解之间的关系,所得结论对实际缓冲包装设计具有重要参考价值。     

可调式液压缸缓冲装置设计及其缓冲过程研究①

液压缸的液压缓冲装置在缓冲过程中大多存在脉冲压力较高或制造过程复杂、成本高的问题,而且耐冲击范围有限,在实际使用过程中存在一定的局限性。利用气体的压缩特性设计的液压缓冲装置可以有效地解决缓冲过程中的脉冲冲击现象,而且结构简单,制造成本低,使用范围广泛,可以应用于大部分液压缸的使用场景。     

基于NLAR发泡聚乙烯塑料跌落冲击试验与建模

通过对发泡聚乙烯在跌落冲击中的加速度响应信号进行数值积分,得到位移响应信号,应用非线性自回归法进行非线性参数建模,并运用数值求解法进行验证,结果表明,该模型能较好地描述发泡聚乙烯型缓冲系统的跌落冲击动态过程.本研究为这类新型缓冲包装材料的动态建模提供了有效手段.     

矩形波冲击时发泡聚苯乙烯衬垫破损边界研究

研究发泡聚苯乙烯缓冲衬垫简化模型的包装材料在矩形波脉冲激励下的冲击响应，建立动力学模型，应用四阶龙格一库塔法求解，从而得到产品包装系统的冲击谱和破损边界曲线，结果表明，脉冲幅值m、发泡聚苯乙烯缓冲衬垫的系统参数(α、β)对系统冲击谱和破损边界曲线有显著的影响．     

两自由度正切非线性系统的冲击响应研究

建立了两自由度的正切非线性包装缓冲模型,得到系统的振动方程,经过一系列变换得到振动微分方程的状态变量,运用四阶变步长Runge-Kutta方法算出此非线性系统在半正弦脉冲冲击下的冲击响应谱曲面,得出质量比β1、刚度比β2、压缩极限比β3、阻尼系数比4β、黏滞阻尼因子1ξ和系统参数β对冲击曲面的影响规律.冲击曲面能全面反映包装系统在不同参数作用下的信息.     

液压缓冲器阻尼与冲击特性仿真分析

针对军用车辆悬挂系统所受大负载强冲击的使用工况,提出了液压缓冲器阻尼与冲击特性仿真分析的一种研究方法,给出了缓冲器的结构简图,并根据其结构特点,开展了缓冲熄振性能的计算,推导了球面偏心环形缝隙节流的解析式,并充分考虑了压差随缝隙宽度、油液动力黏度以及缝隙偏心率的变化规律;建立了缓冲器动态冲击数学模型,用于模拟压缩与复原全行程的工作过程,提出运用龙格库塔数值算法对瞬态冲击工况下的缓冲力值进行编程计算,并开展关重影响要素的对比研究,所得结论能够为液压缓冲器的参数化设计提供参考。     

大流量安全阀实验台液压系统设计与冲击加载模拟

为对大流量安全阀的性能进行分析和测试,设计了一种大流量安全阀的能器快速加载实验系统,并采用数值模拟方法研究液压系统的动态性能.采用AMESim搭建了实验台的液压系统模型,根据液压系统工作过程中的冲液阶段、加载阶段、测试阶段、卸荷阶段,对增压缸出口压力,安全阀流量、压力进行数值仿真分析,结果表明:增压缸出口的压力值为72.020 6 MPa时,安全阀开始工作,在冲击开始7 ms后,流量和压力在几次波动后趋于稳定,稳定后的流量为4 934.52 L/min.     

双缓冲腔环形间隙对凿岩机缓冲系统动态特性的影响

分析了液压凿岩机双缓冲系统的结构特点,应用孔口节流理论确定了缓冲活塞的静平衡位置,基于应力波传递原理得到了缓冲活塞的回弹速度,考虑油液的压缩特性推导出一级缓冲腔压力公式,由间隙流量公式得到了二级缓冲腔压力,在此基础上建立了缓冲活塞的运动微分方程.应用Matlab工具对双缓冲系统的动态特性进行了仿真,分析了不同环形间隙下缓冲活塞的运动规律,探讨了环形间隙对一级和二级缓冲腔压力的影响.提出与环形间隙和活塞最大行程的比值相关的间隙行程系数η.仿真结果表明,间隙行程系数与双缓冲系统的特性密切相关,存在最优范围.搭建了实验台,通过实验对缓冲系统的数学模型进行了验证.     

基于AMESim的螺纹插装式缓冲溢流阀的缓冲特性

针对工程机械在启动、制动或换向时液压马达腔会出现很高液压冲击的现象,对一种螺纹插装式缓冲溢流阀进行特性研究.建立螺纹插装式缓冲溢流阀的AMESim仿真模型,仿真分析缓冲式溢流阀的阀芯阻尼孔直径、缓冲套节流孔直径、弹簧刚度等参数对液压马达压力特性的影响.研究结果表明,适当地减小阀芯阻尼孔直径,增大缓冲套节流孔直径,减小调压弹簧刚度,可以提高缓冲式溢流阀的缓冲性能.