液压与气动

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磨料水射流切割技术研究现状及其发展趋势

弓永军

液压与气动. 2016, 0(10): 1-5. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.010.001

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介绍了高压水射流技术的基本原理,分析连续射流和脉冲射流的原理和特点,并归纳总结了高压纯水射流和磨料水射流的不同特点,概括了磨料的两种不同混合方式的原理和特点,并介绍高压水射流作为新兴工艺技术在除锈和切割领域的应用。

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机电静压伺服作动器热分析及热控制

幺志刚, 卢红英, 史正强, 裴忠才

液压与气动. 2016, 0(10): 6-11. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.010.002

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机电静压伺服作动器是一种闭式液压系统,由于取消了回油油箱,导致系统散热能力较差。油液的温度过高,易造成密封件的过快老化,从而影响系统的寿命。针对这个问题,用热力学容积体方法和热仿真软件相结合对外加散热片的方式进行了热分析,外加散热片无法满足系统对油液温度的要求。提出在系统中增加冲洗回路来控制油液温度,并进行了热建模仿真,仿真结果显示,增加冲洗回路的方法,可以将油液温度控制在合理范围。

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空调送风速度对客舱环境影响的模拟及优化

林家泉, 李弯弯

液压与气动. 2016, 0(10): 12-17. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.010.003

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客舱内的热舒适性和空气品质对乘客的健康和舒适有重要的影响,采用计算机流体力学(CFD)技术建立A320头等舱内环境的三维模型,对夏季工况下的客舱内流场进行仿真,分析桥载空调不同的送风速度对客舱CO₂浓度场、空气龄以及热舒适性的影响。以CO₂浓度和空气龄反映客舱内空气品质,PMV-PPD作为客舱内热舒适评价依据。通过构建最优函数,得到CO₂浓度、空气龄和PMV-PPD与送风速度的函数关系,得到最优的送风速度,为桥载空调的控制及调节提供参考。

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液压混合动力车辆多系统联合制动控制策略研究

于忠杰, 林慕义, 陈勇, 赵理, 刘志欣

液压与气动. 2016, 0(10): 18-26. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.010.004

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液压混合动力装载机在制动及能量分配过程中,由于多个子系统的引入而导致的传统联合控制策略难以通过最优化来提高整车燃油经济性,针对这个问题,提出一种基于模糊控制的液压装载机多系统联合制动控制策略。该策略基于传感器检测信号对装载机进行作业、行驶工况识别,针对实际工况,基于粒子群算法进行模糊控制规则的最优化设计,利用识别的结果选择最优的模糊控制规则进行车辆联合制动及能量分配控制。仿真与实验结果表明:该控制策略能够充分利用制动回收能量,在保证车辆联合制动安全稳定的同时,提高了车辆的制动能量回收率。

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喷嘴宽度对偏转板射流阀射流效率影响的仿真分析

刘增光, 岳大灵, 杨桢毅, 白桂香

液压与气动. 2016, 0(10): 27-32. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.010.005

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利用Pro/E和Fluent软件对不同λ₁(喷嘴宽度D₁与导流窗口最小宽度H₁的比值)的偏转板射流阀进行几何建模与流场仿真,得到不同λ₁下偏转板射流阀内部射流速度、压力云图和射流流场的速度、压力分布特征;通过分析仿真数据得到λ₁对供油流量Q_S、射流流量Q_J、射流流量效率η_J的影响规律。研究发现,喷嘴喷射出的部分油液由于受到V形导流斜面的作用沿着V形导流斜面反向运动,从而使喷向接收口的有效射流流量减小,同时在偏转板入口两侧出现漩涡和能量损失;随着λ₁增大,供油流量Q_S近似线性增大,而射流流量Q_J先增大后又减小;当λ₁=1时射流流量Q_J取得最大值12.5 kg/s,对应的射流流量效率η_J最大为77.6%。研究结果为偏转板射流伺服阀的效率提高及结构优化设计提供理论依据与参考。

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井下环境模拟装置液压系统设计

郑俊华, 王立双, 王磊, 钱德儒, 宗艳波

液压与气动. 2016, 0(10): 33-36. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.010.006

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为在室内考察井下随钻测量仪器工作性能,设计了井下环境模拟试验装置。该装置能够模拟井底70 MPa高压及125 ℃高温环境,可作为井下仪器、工具的室内耐温耐压测试平台。液压系统是装置核心模块,采用恒压变量泵控等技术,精确模拟环空压力、地层压力及井底温度。变量泵的输出流量与工作负载相适应,符合井下环境模拟装置高压、小流量工况要求,且高效节能。经测试,试验装置压力控制精度±0.3 MPa,温度控制精度±0.5℃,能够较准确地模拟预设压力及温度数值,满足设计要求。

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基于遗传算法的海水液压溢流阀参数优化

吴珊, 赵道新, 任晓军, 赵旭峰

液压与气动. 2016, 0(10): 37-41. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.010.007

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海水液压由于具有清洁、结构简单、运行成本低、难燃等优点,已在国内外的海洋装备中得到了广泛应用。但由于海水具有高弹性模量、低黏度的特点,使得海水液压溢流阀存在比较严重的冲击振动问题。针对该问题,建立了一种直动式海水溢流阀的数学模型并进行了仿真分析。鉴于阻尼杆和阻尼套的有效配合长度和间隙是影响直动式海水溢流阀响应特性的关键因素,采用基于ITAE性能指标的遗传算法对其进行优化,得到了阻尼套与阻尼杆的最优配合参数。

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基于数据手套的气动灵巧手控制系统设计

郭冰菁, 李鹏杰, 韩建海, 李向攀, 朱玉乐

液压与气动. 2016, 0(10): 42-46. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.010.008

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设计的气动人工肌肉驱动的灵巧手控制系统,由数据手套完成远端到临近点的主从控制,由分布式二级控制系统完成临近点到接触点的自主控制。两种控制方式相融合,既提高了抓取效率,又保证了抓取的柔性,对灵巧手的智能控制方法的研究有一定的参考价值。

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基于DSP的机械臂约束预测控制系统设计

宋东亚, 褚新建

液压与气动. 2016, 0(10): 47-51. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.010.009

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针对机械臂的实时控制问题,基于约束预测控制,提出了一种机械臂实时运动控制方法。介绍了机械臂动力学模型并进行了线性化处理,以降低算法复杂度、保证实时性。设计了轨迹跟踪控制器和约束预测控制器,其中轨迹跟踪控制器采用最优反馈控制律,可确保机械臂按参考轨迹运动;而约束预测控制器则在考虑机械臂物理约束的情况下,为跟踪控制器提供最优参考轨迹。以DSP作为核心控制器,搭建了机械臂控制系统,同时给出了硬件和软件设计方法。以梯形和三次多项式轨迹为例,进行了系统功能测试,测试结果表明了所述控制系统的可行性和有效性。

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两级膨胀器性能仿真

丁廷哲, 潘孝斌

液压与气动. 2016, 0(10): 52-56. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.010.010

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针对单级膨胀器的效率低下等缺陷,提出两级膨胀器的结构形式,并对其进行热力学和动力学分析,建立了数学模型。根据两级系统模型进行计算机仿真,结果表明:两级膨胀器在进气高压的工况下,高压气体膨胀更加充分,并符合膨胀器高扭矩、低转速的性能要求。此外,还选取若干个控制参数,研究其对气动效率和气动功率的影响。在相同的设计时速下,不同的进气行程比和传动比相匹配,系统的气动效率基本相同,且低负载率有利于提高系统效率;第二缸尺寸对系统气动效率影响不大,但对功率具有较大影响,需要选择适宜的尺寸。

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液压提升装置重力势能回收系统的研究

许浩功, 姚平喜

液压与气动. 2016, 0(10): 57-62. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.010.011

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针对液压提升装置下行过程中负载重力势能转化为热能耗散的问题,提出了一种新型的全液压势能回收系统。介绍了新型势能回收系统的结构和工作原理,并对势能回收系统中液压蓄能器、液压泵/马达及其变量机构的参数进行匹配。应用AMESim建立仿真模型,对系统的操控性能和势能回收效果进行仿真研究。结果表明,新型势能回收系统能够实现液压提升装置重力势能的回收,势能的回收效率随着负载的增大而提高,并逐渐趋于稳定。系统操控性能良好,能够控制液压提升装置以不同速度稳定下行,不受负载大小的影响。

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双作用油缸油气悬挂系统阻尼孔匹配研究

冀鹏飞

液压与气动. 2016, 0(10): 63-66. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.010.012

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针对双作用油缸油气悬挂系统,建立了两个阻尼孔匹配的数学模型,得到了两个阻尼孔的理想比例与悬挂油缸有直接关系,并通过仿真软件建立了其仿真模型,分析了不同阻尼孔的匹配对车身运动的影响。结果表明,合理匹配两个阻尼孔,可以获得比较理想的阻尼特性,为优化双作用油缸油气悬挂系统提供了理论依据。

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飞机起落架磁流变减摆器的设计流程

祝世兴, 杨云鹏

液压与气动. 2016, 0(10): 67-74. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.010.013

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随着对半主动控制材料磁流变液研究的不断深入,磁流变液阻尼器装置的应用变得更加广泛。为了设计出性能更优越的磁流变液减摆器装置,根据磁流变液阻尼器的一般设计方法,对磁流变减摆器的设计流程进行了研究,总结并提练出一套完整详细的设计流程,按照这套设计流程做了一个算例进行实验验证。通过对实验结果的分析,理论设计的最大出力与初始阻尼力及仿真计算结果与实验结果十分接近,尤其在高频率高振幅时,由实验数据处理得到的示功图也很光滑,表明设计出来的减摆器具有很好的耗能特性,验证了磁流变液减摆器设计流程的可行性。

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深海油囊式浮力调节系统的研制

高世阳, 崔汉国, 张奇峰, 张巍, 杜林森, 范云龙

液压与气动. 2016, 0(10): 75-80. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.010.014

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浮力调节系统是深海潜水器的重要组成部分,可用来补偿潜水器浮力变化和调整潜水器姿态,基于6000 m无人遥控潜水器浮力调节需求,研制了一套深海油囊式浮力调节系统。详细介绍了系统组成、工作原理及关键部件的设计,对关键承压部件耐压油舱进行了强度分析、稳定性校核和深海模拟压力环境测试。试验表明该系统能够向油囊排出60 MPa高压油,深海模拟压力试验结果显示油舱能够承受66 MPa压力,两项试验说明该系统可在6000 m深海进行浮力调节;此外还对系统进行了水池姿态调节模拟实验,进一步验证了该系统进行浮力和姿态调节的有效性和可行性。

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旋片式真空泵排气噪声问题的研究

张浩强

液压与气动. 2016, 0(10): 81-85. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.010.015

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利用Virtual. Lab Acoustic声学仿真软件,采用声学有限元法对旋片式真空泵排气过程中的气动噪声进行仿真,得到了在0~5000 Hz频率范围内的排气噪声的相关分布特征。同时,为研究旋片式真空泵排气空间内不同部位对排气噪声的贡献量,在模型中选择5个对噪声影响较大部位的声压级频率响应曲线进行分析,为探究降低旋片式真空泵的排气噪声的途径提供了重要参考,对同类真空泵噪声问题处理也有重要的参考价值。

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基于中间轴制动器AMT换挡品质控制

贾奉桥, 刘海鸥, 沈文臣, 卢尚钰

液压与气动. 2016, 0(10): 86-91. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.010.016

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针对自动机械变速器(Automated Mechanical Transmission,AMT)换挡过程存在动力中断的问题,分析了换挡过程各阶段的特点,确定了中间轴制动器在转速同步阶段的作用,并在此基础上提出了中间轴制动器参数的计算方法。结合气缸式执行器气压的滞后特性,提出了一种以同步器结合套和待结合齿轮转速差为控制目标,从而控制中间轴制动器介入时间的控制策略。利用AMESim搭建了中间轴制动器的动力学仿真模型,利用Simulink软件搭建了控制策略仿真模型。通过模型仿真,分析了由于气压的滞后特性,策略采用不同目标转速差时对换挡品质的影响,并且论证了顺序升挡和跳跃升挡时控制策略对提高换挡品质的作用。

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基于AMESim的先导型速度控制平衡阀研究

张佳林, 陈奇, 刘薇, 谢文建

液压与气动. 2016, 0(10): 92-95. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.010.017

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提出了一种先导型速度控制的非负载敏感型平衡阀,介绍了其工作原理和结构特点,实现了负载长时间保持、反向负载平衡和正向快速举升等功能。建立了平衡阀的数学分析模型,并借助AMESim流体仿真软件进行了仿真计算。仿真和试验研究表明,该阀在负载下降过程中,能够通过控制先导压力,实现流量精准调节,进而控制负载下降速度。该阀稳定性好,且对负载变化不敏感。

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基于先导压力补偿的插装式比例流量阀控制特性研究

赵红梅, 王军

液压与气动. 2016, 0(10): 96-100. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.010.018

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采用比例阀作为先导级的Valvistor阀,具有结构简单、成本低、通流能力大、压力损失小等优点,主阀流量是先导阀流量的线性放大,在工业领域中应用广泛。为了提高Valvistor阀的控制精度和可靠性,提出在Valvistor阀内部机械反馈通道的基础上叠加一个压力补偿阀,控制先导阀流量,进而控制主阀流量,并利用Simulation X对阀控制特性进行研究。结果表明,新设计的阀控制精度高、动静态响应特性好。

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卷取机下夹送辊横移液压阀台调定与分析

崔钺, 廉博, 张文胜, 王丽元

液压与气动. 2016, 0(10): 101-103. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.010.019

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针对半无头轧制卷取机下夹送辊液压阀台不能快速泄压的问题进行了阀台的调定。在调定中,根据先导减压阀与先导溢流阀的压力变化情况,最终确定了问题的原因在于先导溢流阀中先导油的供排方式不合理。找出了同一套远程调压系统共同控制先导减压阀的减压与先导溢流阀溢流的优缺点。通过深入分析液压阀的结构与调压原理,可更好地根据调试时液压回路中各点的压力变化分析解决液压系统中存在问题。

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基于ARM的便携式导弹武器液压系统故障诊断仪设计

刘保杰, 陈琪云, 杨清文

液压与气动. 2016, 0(10): 104-107. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.010.020

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为提高导弹的生存能力,设计一种基于ARM1176JZF-S内核和Linux操作系统的便携式导弹武器液压系统故障诊断仪。介绍了系统的软硬件架构,并详细讨论了信号采集、A/D转换、供电方式、故障诊断算法、用户界面等关键技术。该系统通过采集液压系统的压力、流量、温度、振动等信号对液压系统故障进行诊断,采用基于案例和神经网络的混合推理机制作为故障诊断方法。应用结果表明,该诊断仪能够快速、有效地实现液压系统的故障诊断。

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液压滤芯过滤性能测定的能力验证研究

杜立鹏

液压与气动. 2016, 0(10): 108-112. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.010.021

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为了解我国有关企业测定液压滤芯过滤性能的能力,液压污染控制领域组织了液压滤芯过滤性能测试能力验证。基于此次能力验证试验数据,运用标准差、相对偏差和复现性等计量学指标,不同企业对同一种滤芯的过滤精度、初始冒泡点、洁净滤芯压差和纳污容量等性能指标的测试结果进行总结,分析其关键技术问题,为提高液压滤芯性能测试能力的提供一定的指导。

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液压软管脉冲试验台建模仿真

杨孟林, 缪正成, 金侠杰

液压与气动. 2016, 0(10): 113-115. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.010.022

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根据中国船级社对液压软管总成试验的要求,针对软管脉冲试验的压力冲击大及冲击次数多的特点,在原来液压软管脉冲试验台基础上进行了改进。提出了如何解决脉冲波形产生,试验台恒温控制,软管曲挠试验的方法,并通过AMESim仿真,直观比较被测软管内径、蓄能器容积这两个参数对压力上升曲线动态性能的影响。

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2016年, 第0卷, 第10期　刊出日期：2016-10-15

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