2015年, 第0卷, 第06期　刊出日期：2015-06-15

  

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  全断面岩石隧道掘进机液压技术研究现状

  陶建峰, 刘成良

  液压与气动. 2015, 0(06): 1-5. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.001

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  采用硬岩隧道掘进机进行隧道施工具有安全、快速、高效、经济、环保的优势,尤其是大直径、大埋深、长跨度、岩石地质的隧道掘进。液压系统在硬岩隧道掘进机上有着重要的地位，它涉及支撑、推进、换步、护盾等多个重要子系统的驱动和控制。本文对其液压系统在系统设计与控制、系统振动、安全与可靠性及节能技术方面的研究现状进行总结，并对液压技术的研究进行展望，以期为硬岩隧道掘进机液压技术的深入研究提供借鉴。
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  航空液压泵加速寿命试验现状

  马纪明, 阮凌燕, 付永领, 柯兵, 陈娟, 祁晓野, 罗经

  液压与气动. 2015, 0(06): 6-12. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.002

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  首先介绍了航空用液压泵的可靠性及寿命要求的发展情况。然后，阐述了液压泵实施加速寿命试验的

  一般方法,以及美国、俄罗斯和我国目前采用的加速寿命试验规范及标准体系，并对它们之间的区别和联系进

  行了对比分析。对我国航空领域开展的液压泵加速寿命试验情况、存在的技术难点进行了介绍，提出了开展

  液压泵加速寿命试验的一般方案。最后针对开展航空液压泵加速寿命试验的必要性、实施前提、加速试验基

  本准则进行了总结。
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  绿色理念：液压技术发展的动力

  湛从昌, 吴凛, 陈新元

  液压与气动. 2015, 0(06): 13-18. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.003

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  绿色理念是21世纪机械工程技术发展新的驱动力，将其应用于液压设备设计与制造中，给液压技术带来了快速发展。本文扼要叙述了机电产品绿色制造理论体系和技术，介绍了液压设备绿色制造研究现状，提出了绿色理念液压设备的内容体系和决策思路以及应开展关键技术的研究工作。
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  单狭缝节流径向静压气体轴承的静态特性研究

  于贺春, 李欢欢, 胡居伟, 张国庆, 马文琦, 赵则祥

  液压与气动. 2015, 0(06): 19-23. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.004

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  Fluent软件对单狭缝节流径向静压气体轴承的静态特性进行三维建模计算，研究了轴承长径比、节流狭缝宽度、节流狭缝深度、气膜厚度等对轴承静态特性的影响规律，得到以下结论：① 在轴承各参数确定的情况下，当轴承的长径比取1.6时轴承具有较高的承载力和刚度；② 狭缝宽度大于8 μm时，狭缝宽度越大，轴承的承载、刚度越小，耗气量越大；③ 节流狭缝深度越大，轴承静态特性越佳，但综合考虑制造难度，狭缝深度在20 mm时最佳；④ 气膜厚度存在最佳承载和刚度状态值；⑤ 偏心率为0.1~0.4时，轴承的刚度取得最大值，承载随偏心率的增大而增大，耗气量则相反。
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  直驱式电液控制系统的多目标优化设计

  李小虎, 柳松玮, 施虎, 王孙安

  液压与气动. 2015, 0(06): 24-28. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.005

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  针对直驱式电液作动控制系统需具备良好的静态、动态特性，根据系统的工作原理确定其数学模型，并对其进行定性的分析。结果表明直驱式电液作动控制系统的性能目标相互耦合，因此，在系统结构设计时需要综合考虑。提出基于Pareto多目标的优化算法，对该控制系统的多个性能指标进行多目标优化设计，所得结果可为设计该系统提供参考。
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  内啮合齿轮泵内齿轮的径向微振动的研究

  杜睿龙, 喻峰, 周华, 杨华勇

  液压与气动. 2015, 0(06): 29-34. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.006

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  内啮合齿轮泵在工作过程中，内齿轮在齿面受到侧向液压力的作用下会与壳体之间会形成一定的楔形油膜，从而使得内齿轮工作过程处于微小振动的状态。利用MATLAB对内齿轮-壳体之间的楔形油膜基于一维雷诺方程进行建模，分析了内齿轮与壳体之间油膜压力场、厚度场，定位了内齿轮的偏心距与偏心角，得到了内齿轮在工作过程中沿着径向微振动的运动规律，从而对内齿轮的工作特性进行预测。
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  闭式泵控马达系统反拖工况缓速制动系统设计

  何刘宇, 李运华

  液压与气动. 2015, 0(06): 35-40. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.007

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  针对应用于隧道管片运输车上的闭式泵控马达静液驱动系统，为了使车辆能够适应具有一定坡度的长距离下坡工况，设计了一套由定量泵、比例溢流阀构成的液压缓速持续制动装置嵌入到液压驱动行走系统中，以弥补车辆长时间采用刹车制动造成刹车片过热因而易导致刹车失灵的缺陷；推导了通过控制缓速制动液压系统压力对闭式泵控马达驱动系统实现速度控制的数学模型，提出了对马达速度的稳速控制策略；同时，对此设计方案进行了仿真分析，并采用泵控单个马达搭建了最小实验系统进行了实验验证。仿真和实验结果表明，所设计的液压缓速系统能够稳定、可靠地实现在下坡工况下对车辆的缓速制动控制。
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  基于电动机和蓄能器的挖掘机动臂节能驱动系统研究

  叶月影, 林添良, 付胜杰, 杨帆, 刘强

  液压与气动. 2015, 0(06): 41-46. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.008

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  鉴于混合动力系统或电动驱动系统中具有电量储存单元的特点，提出了一种基于电动机闭式泵液压蓄能器的液压挖掘机动臂节能驱动系统，通过液压蓄能器和高压侧相连，提高了液压蓄能器的工作压力范围和驱动系统的效率,分析了节能驱动系统的结构原理及工作特点。以减小蓄能器安装体积、保证动臂非对称油缸的流量匹配和延长蓄能器使用寿命为约束条件，以某20 t液压挖掘机的测试数据对节能驱动系统中液压蓄能器、大排量闭式泵、电动/发电机、小排量闭式泵等主要元件进行了参数匹配。针对所匹配参数建立节能驱动系统的AMESim数学模型进行分析，结果表明，该系统不仅实现了无阀控制和负负载的能量回收，同时蓄能器额定体积降低了50%，仍然可满足动臂非对称油缸两腔的流量差，且蓄能器压力波动满足工况的要求，相对传统动臂节流驱动系统，新型闭式节能驱动系统的节能效果达到了50%左右。
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  船用低速大扭矩液压马达维修测试系统设计

  王力航, 李玉昆, 孟旭兵, 张立杰

  液压与气动. 2015, 0(06): 47-51. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.009

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  根据船用液压马达维修实际情况，提出维修评价指标，并由此设计了低速大扭矩液压马达维修测试系统。该系统采用单向多泵合流闭式结构，最大流量500 L/min，额定压力32 MPa，被测马达输出端采用多级增速箱连接电涡流测功机进行加载，通用工装设计。系统具有多泵组合变流量节能、电涡流可变加载、测试功率范围宽等特点，适用于不同型号不同排量、大功率范围液压马达的测试，对液压马达维修企业具有重要应用价值。
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  基于蓄能器的动臂势能回收系统仿真研究

  夏连鹏, 葛磊, 黄家海, 权龙

  液压与气动. 2015, 0(06): 52-55. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.010

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  液压挖掘机一直以来都存在能量利用率不高的问题，在动臂下降过程中，动臂势能大部分通过液压系统转换成热能浪费掉。研究了一种以蓄能器为储能元件的动臂势能回收系统，分析了其工作原理，建立了挖掘机工作装置的SimulationX多体动力学仿真模型进行仿真研究,并讨论了蓄能器参数对能量回收效果的影响。仿真结果表明，该系统能够实现动臂势能回收，达到了较好的节能效果。
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  浅水测试场测试用液压动力单元模块化设计 

  姜瑛, 刘立新, 肖仕红, 范玉杨, 姚润, 罗迪

  液压与气动. 2015, 0(06): 56-62. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.011

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  随着国内外油气资源开采迈向深水，水下生产装备的使用量剧增。国内无论作为水下生产装备集成商还是制造商，都需要建立测试系统，以对水下生产装备的液压控制系统进行测试。测试时采用液压动力单元为测试系统提供液压液。针对浅水测试和出厂验收测试所用的液压动力单元（THPU），在系统分析THPU的测试原理、被测设备的测试需求和相关标准要求的基础上，明确了THPU的功能要求，并完成了THPU液压系统原理图设计与THPU装置模块化设计。THPU设计满足浅水测试场水下生产装备的测试需求。
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  高压快速射流式换向阀设计与研究#br#

  王佳兴, 马新建, 陈井刚, 牛禄

  液压与气动. 2015, 0(06): 63-66. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.012

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  为实现对高压流体的快速换向控制，根据射流控制技术研制了一种能够承受较高压强并实现快速切换的换向阀，利用CFD软件对换向阀的工作原理进行了仿真。为考核换向阀的性能，进行了承压能力试验和冷气换向能力试验。试验结果表明该换向阀能够承受较高压强，在较高的压强下实现换向，换向速度为23.52 ms。
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  薄膜反馈节流器特性的流固耦合研究

  王仁宗, 于贺春, 张国庆, 张洪, 龚希美

  液压与气动. 2015, 0(06): 67-70. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.013

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  薄膜反馈节流器作为液体静压轴承的关键部件，其性能的优劣对液体静压轴承的性能有决定性的影响。目前对薄膜反馈节流器的研究更多的是理论推导分析，为了更准确直观的研究薄膜反馈节流器在不同油腔压力作用下膜片应力分布及变形情况，借助ANSYS有限元分析软件，采用双向流固耦合法分析了流体和固体之间的相互作用，研究了节流器出口压力以及金属膜片特性对整个节流器性能的影响，得到不同油腔压力作用下金属弹性膜片的变形情况，对薄膜反馈节流器的设计及选用有一定参考价值。
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  三维空气吹扫喷嘴射流流场分析

  郝亚, 王如高, 高殿荣

  液压与气动. 2015, 0(06): 71-75. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.014

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  以平整机吹扫系统中三维空气喷嘴为研究对象，确定了喷嘴的结构参数；基于流体力学的基本方程和RNG k-ε湍流模型，建立了吹扫射流的数学模型。从喷嘴内部以及喷射外流场的流动状态、喷嘴轴线上的速度和压强分布、靠近钢板处的气流分布情况三个方面，对吹扫流场进行了稳态分析；采用自由表面模型，对吹扫流场和吹扫效果进行了非稳态分析。研究表明：该类型的喷嘴外部流场成窄带形分布；气流冲击钢板后，在钢板上形成冲击区和漫流区；所选喷嘴在高度为150 mm时沿着钢板宽度方向形成的打击范围为0.06 m，并且经过0.06 s，冲击点处的水分已经被吹扫干净，但是沿着钢板长度方向还有部分水分残留。
   
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  基于Fluent高压气动驱动系统的仿真研究

  董岱, 李小宁

  液压与气动. 2015, 0(06): 76-79. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.015

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  为获得某高压气动负载驱动系统的驱动特性，建立其包含储气瓶、控制阀和气缸进气腔的三维模型，基于流场仿真软件Fluent平台，运用动网格技术和UDF实现了该驱动系统的动态仿真，得到三维流场压力、速度等随时间变化和气缸活塞的运动特性。通过改变系统参数，分析了驱动系统的负载驱动特性随储气瓶初始压力、控制阀通径和气缸缸径的变化规律，为驱动系统的设计提供了参考依据。
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  音圈电机直驱阀的神经网络PID控制

  张立强, 陈强, 柳志姣, 张晓丽, 朱礼浩

  液压与气动. 2015, 0(06): 80-83. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.016

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  音圈电机直驱阀是一种新型的直驱阀，结构上采用音圈电机直接驱动阀芯，针对液动力负载扰动对直驱阀的稳态、动态性能的影响，以及经典PID控制所存在的不足，在建立音圈电机直驱阀数学模型的基础上，建立神经网络PID控制。利用神经网络PID在线学习功能，对直驱阀的位置进行自适应补偿。仿真结果表明，在相同的扰动环境下，神经网络控制策略具有比经典PID控制器更好的抗干扰性和鲁棒性，具有更好的效率和自适应能力，而且无超调，这对音圈电机直驱阀的性能改善有很大的帮助。
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  基于先导高速开关阀控比例阀的仿真研究

  杨浩, 杨勇

  液压与气动. 2015, 0(06): 84-87. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.017

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  随着电液比例控制技术的不断发展，比例阀的结构形式也不断多样化。目前，出现了一种采用先导高速开关阀驱动主阀芯结构的比例阀。通过对某型号该种结构的比例阀进行了建模与仿真研究，得出高速开关阀的启闭频率与比例阀响应之间的关系。
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  故障树分析法在翻车机液压系统故障诊断中的应用#br#

  潘攀

  液压与气动. 2015, 0(06): 88-91. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.018

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  应用故障树分析法对翻车机液压系统的“压车缸未压下”故障进行了分析，找出引起该故障的原因，再根据部件关键重要度的计算结果确定各故障原因的排查顺序，为现场维修人员快速、准确地找出液压系统故障提供理论依据。
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  某型气动阀门射流级流场仿真分析与实验验证#br#

  黄礼浩, 郝圣桥, 孙宾, 周鋆峰

  液压与气动. 2015, 0(06): 92-96. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.019

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  某高压型气动阀门前置级采用射流管式结构，针对其射流先导级结构特点，运用Fluent流场仿真软件，对在不同喷嘴直径、接受孔直径、喷嘴到接受孔间距等因素下射流先导级压力恢复特性进行了仿真研究。为验证仿真结果的准确性，设计了相应工装，完成了射流级流场仿真验证实验，实验结果与仿真结果保持了较好的一致性。
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  冷氦增压电磁阀动力学稳定性分析#br#

  叶超, 余武江, 陈二锋, 王海洲, 李文斌

  液压与气动. 2015, 0(06): 97-100. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.020

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  对一种冷氦增压电磁阀构建了阀芯运动控制方程及AMESim模型，通过线性稳定性分析求解电磁阀的压力流量临界稳定曲线，并开展主阀芯的扰动响应特性分析。计算结果表明，流量较小时阀芯平衡状态不稳定，受到微小扰动就会形成自激振动；随着流量增大，平衡状态逐渐趋于稳定；同一工作压力下，介质为冷氦时电磁阀的稳定性优于常温氦气和空气；增加电磁阀与孔板间的连接管路长度，能够提高阀门工作稳定性。
  
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  旋挖钻机自动加压技术研究

  刘娜, 王转来

  液压与气动. 2015, 0(06): 101-103. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.021

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  旋挖钻机工作过程中，加压力的大小直接影响动力头输出的扭矩值，从而影响施工效率。该研究设计了一种自动加压技术，并对该技术的工作原理、实施方法及试验验证进行了详细的介绍和分析。
  
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  装载机用高压叶片泵失效机理研究

  张天宇, 张浩

  液压与气动. 2015, 0(06): 104-107. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.022

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  为延长装载机用叶片泵使用寿命，运用热切油膜理论研究叶片泵转子与定子摩擦副失效机理，提出叶片泵轴向间隙参数化设计方法。针对装载机用高压叶片泵浮动侧板磨损严重问题，以某型号装载机液压系统中高压叶片泵为研究对象，建立定子与转子间摩擦副数学模型，计算油膜温升改进叶片泵轴向间隙，完善叶片泵结构设计。试验数据表明，改进叶片泵轴向间隙后，该型号装载机叶片泵使用寿命满足设计要求。该研究为高压叶片泵摩擦副失效机理研究提供了理论依据。
  
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  高速重载液压撞击试验装置设计

  任德志, 胡展博

  液压与气动. 2015, 0(06): 108-111. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.023

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  针对撞击装置高速重载的需求，提出一种采用快速开启的大流量控制装置，为系统提供瞬时大流量，能够在短时间、短行程内获得巨大能量的液压撞击装置。介绍了其结构方案，阐述了其工作原理和工作过程，并用AMESim软件进行了建模仿真。结果表明，所建模型能够满足撞击装置高速重载的需求。
  
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  某型飞机前起落架高低温转弯试验台液压系统节能设计

  李宏伟, 陈大军, 王林军

  液压与气动. 2015, 0(06): 112-118. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.024

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  航空航天行业中各类元器件需要做各种试验，其中的高低温寿命试验、高低温例行试验，试验周期长、能耗很高。以某型飞机前起落架转弯寿命试验为例，高温试验要求进入被试件的油液温度为（90±5） ℃，低温试验要求环境温度达到-55 ℃，进入被试件的油液温度为（-40±5） ℃，保持连续试验2 h以上。针对这些试验工况，研发设计了高低温油源系统、试验控制回路、计算机控制系统、油液制冷装置和管路系统，满足了试验要求并达到了高效节能的效果。
  
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  船舶舵机液压维修训练系统的设计

  刘乔, 侯珍秀, 姜继海, 赵进宝

  液压与气动. 2015, 0(06): 119-123. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.025

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  针对我国船舶舵机液压培训系统结构简单、功能单一、交互性差，不能培养船员实际动手能力的问题，在综合分析舵机液压系统结构的基础上，采用虚拟仿真和组态技术，应用模块化方法，设计了一套软硬结合的维修训练系统。实践表明，该系统结构合理、功能丰富、可扩展性强，有效地将舵机液压系统操作原理、故障分析与实际动手维修结合起来，对于提高船员维修能力具有良好效果。
  
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  双喷嘴挡板电液伺服阀前置级流固耦合分析

  周松林, 高殿荣, 梁瑛娜

  液压与气动. 2015, 0(06): 124-129. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.026

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  分析双喷嘴挡板电液伺服阀前置级的动态流场，研究衔铁挡板组件受力发生偏转导致前置级流场发生变化，分析固定节流口、喷嘴、回油口处的流速、压力变化和功率损失，以及衔铁挡板组件、滑阀阀芯的位移及受力情况。该研究利用ANSYS软件，采用流固耦合分析方法对双喷嘴挡板电液伺服阀衔铁挡板组件及前置级流场进行分析，为双喷嘴挡板电液伺服阀的流场分析提供了一种更接近实际的分析方法，得到更为精确的分析结果，为模型结构参数及固体材料的选择提供一定的指导。
  
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  减摇鳍无源阻力加载系统分析

  彭勇, 吴忠保

  液压与气动. 2015, 0(06): 130-132. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2015.06.027

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  介绍一种减摇鳍无源阻力加载系统，并从加载系统及加载溢流阀的动态特性出发，对阻力系统进行了简要分析。