轮式桥面结构疲劳试验机加载系统

设计了基于电液比例控制的轮式桥面结构疲劳试验机(以下简称试验机)液压加载系统。为了确保试验机液压加载系统可以线性控制试验桥面的加载力,设计了加载机构,使得加载机构在最大轮胎变形时对加载力造成的影响小于0.2%。同时,建立了试验机加载系统的仿真模型,对系统的动静态加载进行仿真分析,并通过试验验证。结果表明,设计的试验机加载系统满足控制电压与加载力之间的线性关系,并实现最大15 000 kg的恒压加载工况和2.0 Hz以内振幅1 500 kg的正弦加载工况,能够较好满足当前桥梁疲劳试验的加载要求。     

50000 kN液压支架试验台垂直加载液压缸同步控制

针对超大采高液压支架试验台垂直加载液压缸同步控制问题,提出一种基于模糊进程标识符（PID）相邻交叉耦合同步控制策略,利用Creo-Adams及ANSYS建立液压支架试验台刚柔耦合动力学仿真模型,根据垂直加载实际工况添加约束条件。利用AMEsim及Matlab/Simulink建立垂直加载液压系统控制模型,基于各软件之间的接口技术构建Adams-AMEsim-Simulink机液控一体化的试验台多领域协同仿真模型。仿真得到模糊PID和常规PID下相邻交叉耦合同步控制策略的加载液压缸位移跟踪曲线、负载变化曲线、信号控制曲线、同步误差曲线。研究结果表明,相比于常规PID算法,模糊PID算法下的系统具有响应速度更快、控制精度更高等特点,使液压支架垂直加载四缸同步精度误差小于0.1 mm,满足使用要求。研究结论为液压支架试验台垂直外加载系统设计提供参考。     

高速冲击试验机设计与结构件冲击拉压试验研究

为解决防冲支护设备在研发过程中缺少冲击加载试验平台的问题,运用高速液压来实现大吨位冲击加载试验的方法,设计一种能实现静态加载和动态加载的冲击试验机.阐述了冲击试验机的组成及工作原理,设计了阀控液压缸控制系统.应用ABAQUS对冲击试验机的台架进行数值模拟,结果表明,台架在承受100 MPa冲击力时,静载下应力为15.17 MPa,变形为0.86 mm;动载下最大应力为60 MPa,最大变形为2.02 mm,均满足要求.通过冲击试验机对吸能构件进行冲击压缩试验、对锚杆进行冲击拉伸试验,结果表明,冲击试验机能有效完成静载和动载下的冲击试验,冲击试验机能较为真实的模拟支护设备在冲击地压过程中的受力情形.     

轴承试验机液压加载装置性能分析

提出了轴承试验机液压加载系统的两种不同设计方案．对采用先导式减压阀的限压式叶片泵加载系统和采用直动式减压阀的齿轮泵加载系统的压力稳定性、发热程度、耗电量和价格进行对比,提出其不同的适用情况．     

发动机离合器轴承试验机测控系统

介绍了一种高速发动机离合器轴承试验机测控系统的组成、工作原理和控制算法．采用异步电动机发电状态实现大扭矩加载的方法，利用模糊控制算法对试验机转速和扭距进行控制，完成对离合器轴承的结合、脱开及疲劳等性能试验，系统具有良好的动态和静态性能，运行可靠，完全满足测试要求．     

飞机结构主体材料疲劳试验系统的改进研制

对两台EDZ单向脉冲试验机进行改造研制成飞机主体材料疲劳试验系统,重新设计并更新了液压源,将原EDZ试验机的误差较大、故障较多的机械控制改造为人-机交互良好的计算机控制,实现了一台计算机对两台疲劳试验机的并行控制。该系统主要完成飞机结构主体材料的疲劳极限试验和S-N曲线性能试验等。     

模糊自适应PID控制器及其在电子万能试验机中的应用

电子万能试验机在材料试验中的应力控制是个复杂的过程.为了保证试验结果的精度,文章建立了电子万能试验机精确的系统模型,并在此基础上给出了一种新型的三维模糊自适应PID控制器,当误差较大时采用二维模糊PID控制,误差较小时采用三维模糊PID控制,实现了2种控制方法的互补;仿真实验结果表明,该控制算法可以获得满意的控制效果.     

试验机稳定加载条件的修正及伺服控制的本质

本文通过对试验机-试样系统的分析,认为试验的稳定加载条件不仅仅取决于试验机和试样的刚度(K_m+K_r),而且取决于试验机活塞(端部)的位移速率.具有反馈系统的伺服试验机,正是通过对活塞位移U_q的控制来谐调刚度(K_m+K_r)的变化,从而达到控制应变速率,以保证加载过程的稳定.     

系统频率电磁调谐的双层薄膜声学超材料

为了拓宽声学超材料对低频声波的隔声带宽,设计了1种系统频率电磁调谐的双层薄膜声学超材料,该超材料由双层硅橡胶薄膜、薄膜之间的羰基铁粉、附加铅质质量块、铝质框架和电磁场加载装置等组成.运用COMSOL Multiphysics 5.5仿真和试验等方法,对声学超材料的声学性能进行了研究.研究结果表明:该声学超材料在低频范围内可实现良好的隔声效果;通过输入不同电流改变磁场强度,可以实现声学超材料固有频率的定向调节;与被动声学超材料相比,主动声学超材料实现了声学超材料隔声性能的非接触主动调谐,拓宽了声学超材料的声波控制带宽;在此基础上,通过进一步探讨材料参数对声学超材料声学性能的影响,发现双层薄膜的厚度越厚,杨氏模量越大,声学超材料将获得更宽的隔声带宽.     

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。     

汽车液压动力转向器测试系统的加载方法

主要内容是介绍汽车液压动力转向器性能试验系统中两种常见的加载方式,机械加载方式和液压加载方式。首先对机械加载方式的原理进行验证,并通过计算确定机械加载的板簧的尺寸;然后对液压加载方式进行分析,确定液压加载的结构设计,同时设计液压加载方式的一些辅助结构。最后,分析各种加载方式的优缺点,选择一种优良的加载方式,以使整个性能试验系统实现了自动化程度高,测试精度高。     

隧道掘进机洞内拆装设备多缸同步控制研究

针对隧道掘进机洞内拆装设备多液压缸工作时的同步控制需求,提出了一种基于偏差耦合同步结构的模糊比例-积分-微分(PID)控制策略。首先,根据多液压缸同步举撑电液比例控制系统工作原理,建立了液压举撑系统数学模型,分析了多液压缸不同步问题产生的主要原因;其次,根据液压举撑系统的特点,设计了一种偏差耦合同步控制结构与模糊PID结合的控制策略;最后,通过AMESim和Matlab/Simulink联合仿真试验,对该控制策略的控制性能进行了验证。结果表明：在设备发生偏载的情况下,采用所设计的偏差耦合模糊PID控制策略时,液压缸之间的最大同步误差约为1.5 mm,能满足TBM主机洞内拆装系统的同步控制要求。     

基于电动直线负载模拟器的排气压力模拟研究

在电磁驱动配气机构中,排气门开启过程中受到气体压力影响,为了验证排气门控制策略的有效性,设计了一种能够模拟排气压力的电动直线加载系统。针对电动直线加载系统多余力及其他非线性扰动因素影响加载力跟踪精度问题,引入前馈补偿,以加载力作为外环,电流闭环为内环的双闭环复合PID控制策略。给定恒定力和正弦力进行直线加载跟踪性能对比分析,结果表明与传统PID控制相比,复合前馈PID控制有效抑制了加载系统的多余力。为了验证方案的可行性,建立了电动直线负载模拟平台,对排气压力模拟进行试验研究,结果表明在误差允许范围内,能够实现对排气压力的模拟。     

考虑孔加工锥度误差影响的液态金属润滑螺旋槽轴承性能分析

为了研究孔加工误差对液态金属润滑螺旋槽轴承性能的影响,建立了考虑孔加工锥度误差影响的轴承性能计算模型,进行了轴承工作静动态性能的分析。基于流体动力润滑理论运用有限差分法进行求解,得到了考虑孔加工误差时轴承油膜的压力分布图;通过设置不同的加工锥度误差得到了不同误差下轴承工作的静动态性能对比图;研究了加工锥度误差在不同偏心率下对轴承静动态性能的影响;确定了轴承所允许的孔加工锥度误差和偏心率的最佳取值。仿真结果表明:允许的锥度误差的大小与轴承所适用的偏心率范围有直接关系;控制加工锥度误差在0.007 5°以内、轴承偏心率不大于0.4时,轴承可以获得较稳定的静动态性能。此项研究对考虑加工误差的液态金属轴承设计具有一定的指导意义。     

液压缸活塞微织构化表面动压润滑性能理论研究

为研究液压缸活塞微织构化表面的动压润滑性能,在液压缸活塞表面加工开口形状为圆形、椭圆形、正方形、正六边形的微织构,利用雷诺方程对活塞表面与液压缸缸筒内圆之间的流场进行数学建模,并采用MATLAB软件进行仿真计算,研究微织构开口形状、活塞运动速度及微织构深径比对活塞表面动压润滑性能的影响。结果表明,在活塞表面加工4种不同开口形状的微织构均可改善活塞表面的动压润滑性能,其中椭圆形微织构的改善效果略差;随着活塞运动速度的提高,不同形貌微织构表面的摩擦因数均增大,活塞表面动压润滑性能变差;圆形微织构的深径比为0.009时,活塞表面的动压润滑性能较佳。     

沥青混合料动态压缩弹性模量试验方法与影响因素

为了研究应变测试方法、加载频率、试验温度和应力幅值对沥青混合料动态压缩弹性模量的影响,用MTS路面材料动态试验系统对常用的两种沥青混合料AC-16和AC-20的动态压缩弹性模量进行了系统的测试,通过分析建立了各因素与动态压缩弹性模量之间的关系,以及动态与静态弹性模量的关系.结果表明,采用侧面法测定的结果与现行规范中的推荐值更接近,也能够消除由顶面法引起的试件端面的接触误差,建议在静态和动态模量试验中首选侧面法,在动态测试中要选择合适的加载频率,使得试验结果的偏差系数控制在20%以下.     

液压缸筒类零件同轴度机加工艺研究

液压缸筒类零件是最常用的机械动力转换部件之一,广泛应用于航空、船舶、建筑等各种机械,其通过活塞的运动将液压、气压等转换为直线驱动。缸筒零件的加工精度直接影响机械的整体性能,而同轴度是缸体类类零件最重要的配合形状位置精度,本文给出了几种保证同轴精度的方法。     

精密磁浮运动系统电磁力的非线性建模分析

为了对磁悬浮运动系统中电磁力进行精确建模,运用磁路理分析气隙边缘效应、铁芯磁阻效应和磁路漏磁通对电磁力模型的影响.推导并给出不同情况下电磁力模型的表达式,绘制不同电磁力模型之间的误差曲线.从图形曲线及定点计算数据中可以得出3点主要结论.(1) 仅考虑气隙边缘效应时,对电磁力模型的精度影响较大.(2) 漏磁通对模型的影响较小,同时考虑3种因素影响时的曲线和不考虑漏磁通效应影响时的曲线非常相近.但这并不说明磁路中漏磁通量很少.(3) 随着悬浮气隙的增大,按理想磁路理论建立的简化电磁力表达式计算的磁动势,与同时考虑气隙边缘效应、铁芯磁阻和漏磁通时的表达式计算结果之间的误差也不断增大,会对系统的控制产生较大的影响.     

混凝土试样单轴压缩端面效应及破坏数值模拟

采用复合型界面损伤本构模型,数值模拟了不同端面约束条件下混凝土立方体试样的单轴压缩试验,分析了端面约束对试样变形特征和破坏过程的影响.考虑两种理想端面约束条件,以试样上、下端面垂直于加载方向的侧向变形完全不受试验机加载端头限制模拟光滑端面条件,以试样上、下端面侧向变形完全被限制模拟粗糙端面条件.数值结果表明,端面粗糙条件下得到的试样峰值应力高于光滑端面,对应的峰值应变也是如此;相比于光滑端面,端面粗糙条件下试样的应力-应变曲线所围面积较大,而且曲线峰后软化段表现出更好的延性;光滑端面条件下试样破坏的宏观表现形式为轴向劈裂,粗糙端面条件下则是以在试样上、下端部形成正倒相连的锥形为特征的破坏形式.数值模拟结果可在众多的试验结果中找到佐证.     

滚动活塞压缩机供油系统计算流体动力学分析

采用计算流体动力学(CFD)软件对滚动活塞压缩机供油系统进行了数值模拟,建立了供油系统的物理模型,提出了处理边界条件和计算活塞端面泄漏的方法,并将供油系统的动态过程转化为静态过程.通过实验测量了主轴承的供油量,以验证模型的合理性;通过计算分析了压缩机运行工况、壳体内油池油面高度、压缩机供油系统主要设计参数对供油特性的影响.结果表明:活塞端面泄漏量主要取决于压缩机运行工况;油池油面高度对供油系统供油量影响显著;在压缩机运行工况及油池油面高度一定的情况下,主轴承螺旋油槽的截面形状和倾斜角决定着主轴承的供油量.