随机振动下电磁换向阀的动态特性研究

针对硬岩掘进机在掘进过程中产生的随机振动对电磁换向阀的影响,建立了阀在换向以及中位工况下的数学模型,绘制阀芯在换向与处于中位时阀芯位移的功率谱密度图像,结合试验仿真分析了随机振动参数与阀体结构参数对换向阀动态特性的影响规律.研究表明:换向过程中,随着白噪声方差增大,阀芯位移超调量基本不变,稳态下阀芯位移波动幅值呈波动性增加;随着白噪声均值增大,阀芯位移超调量在51%~55%范围内波动,但稳态下阀芯位移波动幅值基本不变;通过减小阀芯质量,增大弹簧刚度与黏性阻尼系数,可以改善阀芯在随机振动下的动态特性;阀芯处于中位时,随着方差与均值的增大,其位移波动更剧烈.     

Ng10二通插装阀结构形状及参数的试验研究

本文提出了测量Ng10二通插装阀静,动态性能的试验方法,测试了阀套开口形状、各种尾部结构的阀芯、阀芯行程、阀芯锥度、控制盖板阻尼孔尺寸等结构形状参数对插装阀静、动态性能的影响,并对试验结果进行了对比分析.在此基础上.确定了本文述及条件下的最佳结构形状和参数.     

DN25型单座调节阀空化特性数值模拟研究

针对DN25单座调节阀在开度较小的工况下有效流通面积很小、前后压差较大和介质流速快而导致空化现象较为严重的情况,利用计算机液体力学(CFD)软件FLUENT对该型调节阀的原始结构进行流场数值模拟,采用Mixture多相流模型、Realizable k-ε湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型计算调节阀在10%阀芯开度下内部流场及空化状况。结果表明,该型调节阀的阀座及阀芯密封副表面空化状况较为严重。文中通过改变阀芯的关键参数对其进行了结构优化,并采用相同物理模型经过多次试算,并对计算结果进行比较。结果表明,当阀芯密封面与垂直方向的角度α=50°,阀芯密封面长度L=5. 5 mm,并对阀芯密封面上下两侧拐角倒圆角后,阀芯表面的空化区域可减少60%以上。     

面向多路阀结构拓扑设计的多工况综合性能评价

针对开环条件下液压多路阀结构拓扑需满足多种工况下性能复合的流固耦合设计难题,本研究提出了面向多路阀结构拓扑设计的多工况综合性能评价方法.以液压挖掘机多路阀回转联为对象,将阀芯换向过渡过程分为微动、比例调速以及全开口节流3个开启区段.设定其阀芯节流槽结构参数为变量,分别以3个开启区段的性能为评价目标,构建了面向多路阀结构拓扑设计的多工况综合性能评价的多目标优化设计模型.在验证多路阀流场仿真结果与其台架实验结果基本一致的基础上,对上述优化模型计算结果进行仿真.结果表明,优化所得结构拓扑形态对应的稳态综合性能得到明显改善,说明本方法对于此类复杂工况条件下多路阀结构拓扑设计问题具有参考价值.     

基于装载机动臂缸负载口独立控制的仿真分析

分析单阀芯与双阀芯两种控制方式机理,针对装载机动臂缸举升工况,给出与工况相匹配的控制策略,通过AMESim仿真平台搭建了电液比例负载口独立控制系统并实现流量压力复合控制,仿真结果表明,负载口独立控制系统具有较高的速度控制精度和较大的节能潜力。。     

大口径物料开关角阀阀杆与阀盘联接结构及仿真分析

介绍了一种大口径物料开关角阀阀芯联接结构,使其能满足工况需要。并进行了危险截面受力分析,及阀芯数值模拟计算。得出其关键尺寸的设计准则,分析其可能的失效原因。     

压力阀的独立阻尼减振调压技术研究

液压溢流阀等定值压力阀主要靠弹簧进行压力调节。以锥阀芯溢流阀为例,阀芯开启时不易稳定,需要对锥角、弹簧刚度和进口容积腔等参数进行良好的匹配。并且,稳定性容易受系统工况特性的影响。针对压力阀低阻尼的特性,提出了一种新的减振调压技术,利用独立阻尼系统和弹簧的共同减振提高阀芯的稳定性。与现有的阀芯稳定性改进技术不同,独立阻尼减振调压技术不增加元件本身的压力损失,对加工精度的要求较低。通过与普通锥阀的特性对比,分析了独立阻尼减振调压结构的工作原理和工作特性,并对影响该结构性能的主要参数进行了仿真计算。结果表明:独立阻尼减振调压结构具有较好的动态稳定性,腔室容积等参数影响其工作特性。     

高压大流量安全阀卸荷过程模型构建及仿真分析

为建立大流量安全阀在卸荷过程中的准确物理模型,对现有最大流量为1 000 L/min的矿用液压支架安全阀进行结构分析.建立了大流量安全阀内部流道的三维几何模型,采用ANSYS Workbench软件以定压差为条件,研究安全阀阀芯从0到最大开度时的阀芯内部流场及压力分布规律.仿真结果表明,在卸荷过程中,从阀体入口到阀芯顶端所受液压力由于压力损失,最大降低了约3 MPa.因此,将阀芯前端部分简化成一个固定节流口,并以此为基础,提出了符合实际工况的安全阀物理模型,针对此物理模型建立了其动态数学模型,并对其进行仿真分析,仿真结果与实际测试结果基本一致.这为研发大于1 000 L/min的大流量安全阀提供了理论参考.     

挖掘机虚拟载荷下换向阀开启过程的液动力分析

为了提高换向阀开启过程的换向性能,以降低该过程的液动力为目标,提出液压挖掘机虚拟载荷下开启过程的阀芯结构形态设计方法:以液压挖掘机整机动态性能试验数据为基础,将其作业的周期性、随机性载荷特征抽象为具有统计特性的虚拟载荷;再以虚拟载荷为边界条件,以降低开启过程阀芯所受液动力为评价标准,分析不同阀芯结构形态的流固耦合动力学响应,探讨换向阀阀芯结构优化设计方法.结果表明,合理等效阀口面积的U型槽结构可有效降低不同虚拟载荷下的阀芯液动力.     

液压支架用大流量液控单向阀流固耦合

为分析液压支架用大流量液控单向阀流固耦合情况,采用Pro/Engineer软件对一级、二级阀芯及阀体三维造型,采用ICEM-CFD软件对阀内流道进行网格划分,采用CFX软件进行两种开启形式下的液控单向阀内部全流场定常数值计算,得出各自工况下的速度矢量图.利用ANSYS Workbench软件对液控单向阀内部流场和液控单向阀阀芯及阀体进行单向流固耦合计算,利用ANSYS后处理工具得到两种工况下阀芯及阀体的应力云图并计算出阀芯所受支反力大小.结果表明:液控单向阀反向开启时为危险工况,乳化液在控制杆卸压槽处流速最大,一级、二级阀芯应力最大,得出反向开启时,控制压力为19.1 MPa.     

智能井控系统的控制研究

智能井控系统是应用计算机对井口回压进行监测和实时控制的机、电、液一体化系统,系统采用计算机电液比例闭环控制。通过研究建立电液比例控制系统的数学模型,并采用PID控制和专家控制相结合的方法,结合石油天然气井控的相关知识实现对井控节流系统的计算机自动控制。该系统在塔里木现场试验获得圆满成功,系统工作稳定、压力超调量小、控制准确,具有广阔的应用前景。     

调节阀动态稳定性试验之信号处理

以无锡职业技术学院实训部原下属企业无锡智能仪器仪表公司开发生产的调节阀为研究对象,通过在阀座节流断面处、阀芯头部等阀体内各关键部位设置测点,利用微小型高频动态压力传感器及其采集系统,进行多种工况和多个方位的试验研究,对流场动态压力信号进行采集、处理和分析,探讨由于阀内气体流动引发的阀门工作的稳定性。     

基于AMEsim的电磁阀仿真与试验验证

电磁阀是液压系统中的控制元件,其阀芯运动特性直接影响液压系统的工作性能。针对阀芯运动的动态特性建模是液压系统检测诊断领域的重要研究方向。以液压系统典型的三位四通电磁换向阀为研究对象,开展了基于AMEsim软件的建模、仿真分析与试验验证研究。在对电磁阀工作机理和各功能模块的分析基础上,利用AMEsim软件中的电磁库与液压库构建了电磁阀仿真模型,对影响电磁阀阀芯位移的主要因素进行分析,给出了不同的路损、弹簧刚度及液压油黏度对电磁阀阀芯位移影响的量化对比曲线;设计并搭建了液压试验台对模型进行验证。试验结果显示,实测数据与仿真结果符合良好,最大相对误差为8.2%。研究工作为电磁换向阀故障诊断和优化设计提供了模型与数据支持。     

液压自由活塞发动机配流阀工作特性

研究液压自由活塞发动机配流阀工作特性,以提高系统效率和可靠性.建立了液压自由活塞发动机配流阀工作全过程动态模型及其试验装置,结合仿真和试验分析了配流阀动作过程与泵腔压力变化之间的关系,研究了配流阀工作特性对系统性能的影响.结果表明提高吸油阀关阀速度可以提高系统燃油经济性.排油阀在下止点相对于活塞位移的滞后响应降低了系统低频工作的可控性.配流阀阀芯在开启时易与限位装置发生高速碰撞.降低配流阀构件的工作寿命.     

汽车坡起中EPB的Bang-Bang控制研究

针对车辆坡道起步问题,提出了基于Bang-Bang控制的气压式EPB控制策略.分析了坡道起步过程中的受力变化以及气压式EPB工作原理,研究了电磁阀的工作特性,提出了EPB电磁阀的脉宽调制（PWM）和脉频调制（PFM）的结合控制方式.研究了坡道起步过程中驱动力矩与制动力之间的对应关系,提出了坡道起步需求气压理想控制目标,采用Bang-Bang控制算法作为系统控制策略核心算法控制EPB电磁阀.在试验车上进行了坡道起步试验,起步平稳无溜车,控制效果良好,证明了控制策略的可行性.      

径向流磁流变阀动态性能及阀控缸系统阻尼特性研究

针对目前磁流变阀输出压降较小的缺点,设计了一种可有效提高压降的径向流磁流变阀,分析了其工作原理及压降数学模型.搭建性能测试实验台对不同加载电流及不同流量下的径向流磁流变阀压降及响应性能进行试验分析;同时对磁流变阀控缸系统进行了阻尼特性分析,分别测定了不同电流、频率及振幅下的动力性能.结果表明,以径向流磁流变阀为核心元件的阀控缸系统能够输出较大阻尼力,最大阻尼力达5 kN;系统响应迅速,电流1.2 A时压降可达3.2 MPa,响应时间在100~150 ms之间.输出阻尼力连续可调,同时输出阻尼力受活塞杆运动速度影响很小,阀控缸系统能在各种工况输出稳定阻尼力.      

四通换向阀对家用热泵空调系统性能的影响

四通换向阀对热泵系统的热性能和效率会产生一定的影响．只要热泵系统处于运行状态,该性能影响就一直存在．通过搭建的实验台,测定了家用分体式热泵型空调器中四通换向阀的传热、压降和制冷剂泄漏损失的具体值,得出了相应的特性系数;建立了包括四通换向阀在内的热泵系统稳态仿真模型,并经实验验证．通过实例,定量分析了四通换向阀的各种损失对热泵系统热性能和ＣＯＰ所产生的影响．结果表明,四通换向阀使家用热泵系统的ＣＯＰ下降了２．５％左右．通过改进四通换向阀的特性,可减少其对热泵性能的影响,有利于热泵系统的节能．     

溢流阀在线检测系统先导阀芯材料的选择

针对溢流阀在线检测系统中,先导阀芯材料的选择问题,首先从阀芯材料必须满足电涡流传感器检测条件和符合力学设计要求两个方面出发,分析了传感器的变压器型等效电路和阀芯的力学载荷特性。借助有限元法,得到了四种不同阀芯材料时,传感器线圈阻抗随检测距离变化的规律,以及阀芯上应力和位移的分布规律,研究了阀芯疲劳特性与弹簧预紧力之间的关系。最后对比选取了合适的阀芯材料。结果表明,磁性材料不锈钢和灰铸铁不满足传感器检测的条件,铝合金材料不满足阀芯的力学性能的设计要求,而紫铜材料两方面性能均满足要求,溢流阀在线检测系统中先导阀芯更适合选用紫铜材料。     

液压系统中差动螺线管式电感传感器测量电路设计及应用

为实现液压阀开口位置的精准测量,针对两线圈和三线圈的差动螺线管式电感位移传感器设计了两种不同传感器测量电路,实验比较其静、动态性能的优劣;并且对基于AD698的外围测量电路进行改进,从而提高位移检测的灵敏度。比较两种传感器的静态输出特性;在Valvistor型液压插装阀系统中采用AD698测量电路实时检测。当系统压力相同时,阀开口大小对传感器测量电路响应速度的影响;且系统压力越大阀动态响应速度越快,同时检测了主阀位移量与流量的关系。     

座舱功能试验压力控制系统建模与PID控制器设计

针对座舱功能试验压力控制系统参数调试不允许在飞机座舱上直接进行的问题,建立了包括气动减压阀阀芯构件动态特性与试验管道压力变化过程等因素在内的座舱功能试验压力控制系统模型,可使压力控制系统设计客观化、解析化.通过对系统模型进行线性化和拟合降阶,再根据降阶模型应用解析化方法,设计了座舱功能试验压力控制系统的比例、积分、微分（PID）控制器,并对设计结果进行了仿真验证.结果表明,解析化方法设计的PID控制器可以满足飞机座舱功能试验压力控制系统的技术要求.
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