基于AMESim的液压缸系统动态特性仿真与优化

基于AMESim软件对取料机小车液压驱动系统建模,对系统AMESim模型进行动态特性仿真,通过系统液压缸压力变化仿真结果进行系统优化设计,并对关键元件相关参数进行设定,优化设计后的系统性能得到明显改善.     

双三角钻臂及其液压系统的建模与参数估计

双三角钻臂具有结构紧凑、运行平稳、凿岩无盲区等优点,被凿岩机器人所采用.为了控制钻臂,对轨迹进行跟踪和精确定位,要求建立钻臂及其液压系统的数学模型.然而,该系统十分复杂,具有非线性和快时变的特点,要建立其精确的模型很困难,也没有必要.作者从液压系统的流量方程、连续性方程和力平衡方程入手,对双三角钻臂及其液压驱动系统机理建模.在建模过程中,忽略一些对模型精度影响不大的次要因素,获得了系统的简化模型.通过对钻臂的结构和受力进行分析,导出了模型中的参数、液压缸负载力的估算公式和估算方法,为实现钻臂的轨迹跟踪和精确定位控制打下了基础.     

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.     

外注式单体液压支柱参数化建模与仿真

根据单体液压支柱在普采面支护的应用实践,建立了单体液压支柱恒阻阶段的Simulink仿真模型和支撑阶段的SimHydraulics参数化仿真模型,完成了计算机仿真。用提取压力仿真曲线坐标值的方法,求取了密闭系统的性能参数,安全阀开启压力和回柱特性仿真曲线符合工程实际。其工程指导意义是:单体液压支柱设计要提高安全阀的开启流量,改善乳化液的通流作用,回柱时要轻转卸载手把。所提出的参数化通用建模方法,可以方便地对各种类型的液压缸或液压支架立柱进行数学建模或参数化仿真建模,得到的仿真结果能够为系统的设计、稳定性判定和参数设定等提供理论依据。     

四通阀控非对称液压缸传递函数的分析和建立

目前国内还未见针对四通阀控非对称液压缸传递函数的详细推导和研究,这就影响了采用此种动力元件的液压伺服系统动态性能的分析研究.针对上述情况,引入了液压缸负载流量等效面积Ap、液压缸负载压力等效面积Ac等参数,使负载流量qL和负载压降pL的定义既简单,又不失准确性,在此基础上,对四通阀控非对称液压缸的传递函数进行了深入的推导和分析.     

高压液压缸受力变形研究

本文介绍了某种高压液压缸的受力变形问题,其中包括高压液压缸的结构以及各零件的材料,液压缸工况及配合性质,液压缸工作过程中的受力状态。重点分析了液压缸主要部件的受力与变形位移以及变形位移对液压缸配合性质的影响。综合以上分析结果,归纳出高压液压缸的设计研究过程中需要注意的问题。     

液压传动系统的回油背压特性

针对液压传动系统的回油背压特征，应用数理建模等效和线性化的方法，导出了压力与流量和温度等参数的数学模型。实例表明，其特性曲线中，可得到与各相关参量的内在关系，诸如工作温度的不同对压力波动梯度的影响，溢流阀压力调节出现饱和的条件等，以此可用来对液压系统和结构设计的合理性和有效性进行验证。     

基于功率键合图的跳汰机交流液压系统建模与仿真

以圆形跳汰机交流液压系统为对象,建立了单相交流液压工作单元负载升程和回程工况下的功率键合图模型,推导了系统状态方程,并结合实际参数利用MATLAB/Simulink工具箱对其进行了仿真模拟,得到了工作液压缸负载速度和工作压力动态特性曲线,为交流液压系统优化设计和性能评估提供了一种新途径.     

伺服阀滑阀阀口系数影响因素分析

分析电液伺服系统中液压缸活塞位移、液压刚度、阀口开度、外负载刚度及阀芯与阀套间径向间隙对伺服阀阀口系数的影响。采用工作点线性化的处理方法,通过引入液压缸负载力方程,给出零开口电液伺服阀滑阀流量-压力系数和流量增益的计算公式,并对其影响因素进行分析。结果表明,在液压缸全行程中,流量-压力系数会随着液压缸活塞位移、外负载刚度及阀口开度的增加而增大,其中流量-压力系数随液压缸活塞位移的增大呈抛物线增长,其最大值约为最小值的2倍;流量增益随着液压缸活塞位移、外负载刚度的增大而减小,其中流量增益随液压缸活塞位移的增大而近似呈线性规律减小,其最小值约为最大值的1/2;阀芯与阀套间径向间隙对阀口系数随液压缸活塞位移变化率的影响不大;阀口系数在液压刚度取最小值附近时存在突变;同一液压刚度值可对应2个不同的液压缸活塞位移,分别对应的阀口系数值相差非常大。     

阀门系统的过流特性及其对瞬变过程的影响

阀门的过流特性以及水击压力控制是输水管道优化运行的关键技术之一。为了确定复杂阀门系统的流量系数并控制阀门在关闭过程中产生的水击压力,运用有压管流的基本原理推导出阀门系统的综合流量系数计算公式,并以流量系数的变化过程来评估管路中产生的最大水击压力。结果表明,压力管路中产生的最大水击压力与流量系数的变化规律直接相关,对于同样的管路控制工况,流量系数的变化过程越平缓,所产生的水击压力越小。     

非对称阀控制非对称缸的动态特性

非对称阀控制非对称缸常见于液压伺服系统中,其主要动态性能参数和流量增益、流量－压力系统对该类系统的动态性能能有重要的影响,当使用非对称阀控制非对称液压时,阀的开度以及面积梯度的变化直接影响流量增益和流量－压力系数,为此,重点讨论了诸参数间的理论关系,这也是选择和设计此类系统的依据。     

基于UG环境下的外啮合齿轮泵容积测量研究

提出了一种在UG环境下齿轮泵工作容腔容积的测量方法，对CB—B100型齿轮泵进行了几何建模和工作容腔容积的测量，并绘制出了各工作容腔容积的变化曲线．从图中可以清楚地看出各工作容腔容积的周期性变化规律，可以利用测得的数据对齿轮泵进行工作特性分析，为齿轮泵的流量等特性参的数数值分析奠定基础．     

液压阀阀体内流场的数值分析与可视化

液压滑阀是液压控制系统中控制液压油流动方向和流量的重要元件,阀体内流场特性直接影响阀的工作性能．按照实际使用中的参数,建立了滑阀的三维几何模型,利用CFD软件对其阀体内液体的流动状态进行了仿真分析,其结果对阀体结构的设计和性能优化都有重要的实际意义．     

冷滚轧机床液压传动系统的动态特性分析

对冷滚轧机床液压系统进行了动态分析。对系统中的调速阀、溢流阀、泵及出口管路、液压缸等分别进行了分析，建立了系统模型，并在此基础上应用软件进行系统仿真。根据仿真结果对系统进行了改进，提出了满足其工作性能要求的设计方法，改善了系统的动态特性。     

与输出变量相关的非线性三阶系统运动行为

对三通阀控制液压缸的研究,主要采用传递函数来建立其数学模型。这种方法将稳定性局限于工作点附近,且不适合用于讨论全工作范围内的系统稳定性,以及系统结构参数变化对系统带来的影响。为了突出液压缸容腔中油液体积变化对系统非线性的影响,这里采用将阀口流量方程表达成增量形式,利用流量连续性方程和液压缸负载动力学方程,建立了适合于全工作范围的阀控缸系统数学模型;并以此建立了与输出变量相关的三阶非线性微分方程。借助状态空间表达式的方法,对方程进行研究,讨论了方程的李亚谱若夫意义稳定性;并侧重讨论了系统输出量运动行为中的极限环和初值敏感行为。结果表明:液压缸容积随位移这一输出量变化是导致阀控缸系统非线性重要因素;并在各阶微分系数中均有体现;在平衡点附近,微小的初始值变动会使系统运动行为产生较大变化;方程系数取值在某些特定的范围时,系统运动行为呈现出极限环;最后,确定出方程稳定的系数取值区域。     

大功率液压系统压力瞬变研究

本文提出一种将理论分析、数字模拟、试验研究相结合,进行大功率液压系统压力瞬变研究的方法,并用快锻液压机的压力瞬变分析实例,证明了该方法的有效性,得到了若干有实用价值的结论.     

新型导向筛板-浮阀复合塔板的流体力学性能研究

在内径为 Φ600 mm 的有机玻璃塔内,以空气-水为物系,对一种新型复合塔板——导向筛板-浮阀复合塔板进行了冷膜实验,对开孔率基本相近、浮阀个数不同的复合塔板的流体力学性能进行了测试,测定了不同条件下塔板压降、雾沫夹带、漏液等流体力学参数,研究了在开孔率相近的情况下,浮阀个数不同对复合塔板性能的影响。根据实验结果,回归得到了导向筛板-浮阀塔板的干板压降的计算公式 ΔP_d = au₀² + b 和湿板压降的计算公式 ΔP_T = aF₀^bL_W^c,并分析了雾沫夹带和漏液量随筛孔气速和液流强度的变化关系,获得了新型导向筛板-浮阀塔板的设计参数和依据。     

水轮机筒阀电液同步控制系统数学建模与仿真

为了满足水轮机筒阀在启闭过程中的多缸同步和速度控制的要求,对筒阀电液同步控制系统中的主要液压部件。如电液比例方向阀、同步液压马达、比例节流阀和非对称液压缸进行动态数学建模分析,给出了水轮机筒阀电液同步控制系统非线性数学模型。针对筒阀在启闭过程中对同步性能和速度控制要求高的特点,提出一种双闭环（同步闭环和速度闭环）综合控制方式,该控制方式内环负反馈用于多缸同步控制,外环负反馈用于多缸速度控制。利用Simulink对系统进行仿真研究,并和试验结果进行了对比。结果表明,该系统和控制方式能满足水轮机筒阀在启闭过程中对速度和同步性能的要求。     

比例阀应用

分析了加热炉步进装置液压比例控制系统比例阀的斜坡时间，计算了比例阀口压差以及用比例阀控制时液压缸有效作用面积和液压泵压力，对于计算值给出了相应的测试结果。