2017年, 第0卷, 第6期　刊出日期：2017-06-15

  

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专题文章
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  喷嘴挡板伺服阀前置级流固耦合特性研究

  李松晶, 吕欣倍

  液压与气动. 2017, 0(6): 1-6. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.06.001

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  伺服阀前置级流固耦合特性与伺服阀的稳定性、快速性、气穴和自激噪声的产生密切相关。为研究喷嘴挡板伺服阀前置级流场的瞬态气穴分布特性以及流场作用下挡板的位移特性,提出了伺服阀前置级流固耦合分析方法,采用STAR-CCM+软件对伺服阀前置级流固耦合特性进行仿真分析,并通过流场分布规律实验观测对仿真方法进行了验证。结果表明,伺服阀前置级的流固耦合作用会引起流场周期性的瞬态分布和挡板谐振。
精品文章
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  高速开关阀控制策略研究

  张斌, 钟麒, 杨华勇

  液压与气动. 2017, 0(6): 7-11. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.06.002

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  流量和频响是衡量高速开关阀性能的两大重要指标,同时也是最大的内在矛盾。对于诸多成品高速开关阀而言,其流量特性已经在生产装配完成时基本确定,但是其频响特性却可以通过后续控制策略的优化来提升,从而在一定程度上缓解流量和频响这对内在矛盾。通过搭建高速电磁铁的仿真模型,并分析基于该高速电磁铁的高速开关阀在流量特性不变的情况下,不同控制策略对其动态特性的影响。通过仿真验证了三电压控制策略的优越性。
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  细水雾红外隐身技术的仿真分析及其试验研究

  李辉, 牛国贤, 罗刚, 刘银水, 李彩琴

  液压与气动. 2017, 0(6): 12-17. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.06.003

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  红外隐身技术采取改变或降低目标的红外辐射参数,以实现目标的低可侦探性。细水雾红外隐身是基于水雾颗粒的吸收和散射等作用衰减被侦测物体红外出射强度的隐身方式,细水雾颗粒特有的相变和水膜流动性能已在国外舰船领域得到运用。主要研究水膜厚度、水流速度和雾粒直径的变化对被试模型的红外辐射强度的影响。基于红外辐射理论、Mie散射理论和雾化喷嘴设计理论建立红外隐身模型,进行ANSYS仿真和MATLAB数值模拟分析,获得降低红外辐射特征参数,通过实验研究进一步验证模型的仿真结果。最后对实验数据进一步分析总结,确定细水雾红外隐身技术的特征参数。
工程技术
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  一种新型液力缓速器正向设计仿真与台架实验

  罗冲, 孙保群, 何龙, 卞锦

  液压与气动. 2017, 0(6): 18-22. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.06.004

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  为解决传统液力缓速器结构复杂、体积大、加工工艺复杂、成本高等问题,正向设计了一种新型涡旋反冲式液力缓速器。基于CFD、Fluent对新型液力缓速器进行内部流场建模与仿真分析,并设计台架进行试验验证。新型液力缓速器结构设计简单,空间体积小,重量轻,能很大提高缓速器制动效果,降低制造成本,改善产品加工工艺。
理论研究
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  气液耦合激振与超声空化数值模拟运动学分析

  张慧贤, 苗灵霞

  液压与气动. 2017, 0(6): 23-28. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.06.005

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  提出了一种将外加气体与液压油结合起来的气液耦合激振方式,通过控制气脉冲与液压油形成的空化泡发生生长和破灭,从而产生空化作用对液压系统内部污染物进行分散与剥离;开发了以气液耦合波动为激振方式的气液激振试验系统,建立了波动发生器作用下的气泡运动学方程;数值模拟了波动发生器与超声波作用下空化泡的运动学过程,并进行了对比分析,发现低频的波动发生器作为激振源使气泡产生的空化作用是显著的,为气液耦合激振作用下气泡空化过程的可控性研究提供了部分理论依据。
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  基于压力反馈的机械式高速气缸缓冲装置研究

  王海涛, 张天泽, 王璐遥, 徐宁

  液压与气动. 2017, 0(6): 29-32. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.06.006

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  介绍一种基于进气腔压力反馈机械式高速气缸缓冲装置。根据仿真数据,找到较好缓冲时可变面积节流口变化曲线,结合实验得到不同负载质量及不同活塞速度下缓冲行程中进气腔压力变化规律。将进气腔压力作为缓冲阀芯控制气压,对缓冲过程中排气节流面积进行控制。设计实验样机并在不同工况下对其进行实验。结果表明,在一定工况变化范围内,此缓冲装置具有较好的自适应能力,符合设计要求。
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  复合轧环机液压系统动态分析与优化研究

  汪小凯, 晏家勇, 华林

  液压与气动. 2017, 0(6): 33-38. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.06.007

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  介绍了HHRM200型复合轧环设备液压系统的构造及其工作原理,并基于AMESim软件建立其仿真模型,利用批运行的方法确定了二通插装阀中难以确定的最大流量系数,研究了整个环件轧制过程中复合轧环设备液压系统的动态特性,且依靠优化算法对液压系统PID控制器参数进行优化,优化后的参数使位置偏差对时间的积分值降低了40.2%。最后,进行了复合轧制实验,验证了利用该参数建模所得主轧辊定位精度的可靠性。该研究为复合轧环机液压系统的设计、调试提供参考依据,有一定的实用价值。
工程技术
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  影响锥阀阀芯轴向振动的关键因素

  闵为, 张昊

  液压与气动. 2017, 0(6): 39-42. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.06.008

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  锥阀由于结构简单、密封性好、响应快,在液压系统中被广泛采用。而锥阀在使用过程中易产生振动、噪声与空化等现象,影响了液压系统的调压稳定性和工作可靠性。锥阀从本质上来看是由阀芯-弹簧构成的弹簧质量振动系统,在流场扰动因素的作用下极易产生振动,从而引起压力调节阀的调定压力产生波动。运用流固耦合的方法分析了不同阀芯结构对锥阀轴向振动的影响,发现在阀芯轴向振动过程中阀口逆压力梯度区的压力波动幅值和相位会产生剧烈变化,对阀芯轴向振动幅值产生较大影响。
理论研究
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  随机振动载荷作用下航空液压管路疲劳寿命数值预估

  权凌霄, 赵文俊, 于辉, 孙冰江

  液压与气动. 2017, 0(6): 43-48. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.06.009

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  液压管路作为飞机液压传动系统的重要组成部分,是飞机安全飞行的重要保障。由于飞机飞行环境的复杂性,随机振动载荷下的疲劳分析是飞机液压管路动力学设计的重要手段。选取大型客机C919左侧机翼的一段典型液压管路作为研究对象,应用ABAQUS有限元软件进行随机振动响应分析,获取随机振动载荷下的应力响应功率谱密度函数,对液压管路在随机振动载荷下的强度特性进行分析,结合S-N曲线对管路结构危险部位疲劳寿命进行预估,为航空液压管路的设计及优化提供了理论参考。
工程技术
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  基于滑模控制的气动伺服焊枪软接触研究

  黄雷生, 王涛, 赵隽迪, 王波

  液压与气动. 2017, 0(6): 49-54. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.06.010

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  为了提高电阻点焊过程的焊接效率,避免电极接近时过大的冲击力对焊件造成损坏,通过分析焊枪电极的碰撞机理,提出了气动伺服焊枪的软接触指标。利用分段滑模控制的方法对点焊过程的渐进阶段进行控制,同时提出了最优缓冲距离的概念。通过实验比较了PID控制、滑模变结构控制和分段滑模变结构控制方法的缓冲效果。实验结果表明,分段滑模变结构控制在保证加载过程时间较短的基础上,能有效地减小焊枪电极对焊件的冲击,基本实现了提出的技术指标,该方法具有一定的应用价值。
理论研究
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  基于ANSYS的Y形橡胶密封圈密封性能研究

  王琦, 张付英, 姜向敏

  液压与气动. 2017, 0(6): 55-59. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.06.011

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  利用有限元软件ANSYS模拟分析了往复运动Y形密封圈的静态和动态密封性能。研究了短唇倾角、唇谷高2个结构参数对Y形密封圈静态密封性能的影响;分析了工作油压、往复运动速度和摩擦系数3个工况参数对Y形圈动态密封性能的影响。结果表明:当短唇倾角在6°~10°,唇谷高在5~6 mm时,Y形圈的静态密封性能较好,且随着短唇倾角和唇谷高的增加,其静态性能增强;当工作油压小于10 MPa、往复运动速度在0.2~0.5 m/s时,Y形圈的动态密封性能较好,而密封圈与活塞杆间的动态摩擦系数对其密封性能影响不明显。
工程技术
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  某超高压管接头结构参数对接触密封性能的影响分析

  翟富刚, 孙玉岗, 豆旭安, 郝晓蓓, 孔祥东

  液压与气动. 2017, 0(6): 60-64. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.06.012

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  超高压液压管接头的研制开发已成为液压系统超高压化进程中亟需解决的问题。介绍了一种新型超高压管接头结构形式,在此基础上利用ANSYS建立了管接头组件的有限元模型,研究了70 MPa 工作压力下,结构参数如锥面角、球头半径、外倾角对管接头接触密封性能的影响。研究结果表明:锥面角对密封区域的接触点中心位置、接触带宽影响较大,球头半径主要影响密封区域的接触带宽度,而外倾角对密封区域的接触应力影响较大。研究结果对于管接头的结构尺度优化具有指导意义,同时为超高压管接头组件的研发提供了技术支撑。
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  新型点胶阀的设计

  林和德, 董楸煌, 温明生

  液压与气动. 2017, 0(6): 65-69. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.06.013

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  通过分析和比较几种常用顶针式点胶阀的阀门结构及工作原理,并结合理论计算,指出容易出现气泡或真空包现象的原因是因为点胶阀存在结构原理性缺陷,对阀门结构进行了改进。改变进胶方式,提高进胶速度;增设缓冲气压室,消除点胶阀在工作时容易出现低负压状态,从而避免产生气泡或真空包的问题;通过缓冲气压室的反馈作用,对出胶管咀内胶液产生回吸提拉作用,能达到断胶迅速、彻底、不拉丝的目的,并得到实验验证,具有较好的市场推广应用价值。
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  自平衡井下安全阀动态平衡响应分析

  李美求, 阳康, 周思柱, 张思

  液压与气动. 2017, 0(6): 70-74. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.06.014

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  针对现有自平衡井下安全阀的自平衡时间和中心管下移时间匹配与协调的问题,建立自平衡安全阀振动力学模型,确定其输出的响应函数,推导了自平衡式井下安全阀开阀时自平衡响应时间与平衡阀的几何尺寸及位置之间的函数关系。通过实例分析了FVL型井下安全阀开启时的自平衡响应时间,为自平衡井下安全阀分段加压提供了指导,有效地改善了井下安全阀工作可靠性,也为自平衡井下安全阀的结构优化设计提供了参考。
理论研究
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  一种液压支架的寿命评价方法

  昝瑞栓, 梁义维

  液压与气动. 2017, 0(6): 75-79. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.06.015

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  为了评价液压支架寿命情况,对安全性、可靠性、经济性指标进行量化分析后提出了量化指标,排除了主观因素的影响。引入三角模糊数判断矩阵,计算各因素的权重,构建模糊综合评价的数学模型,并以此模型对大量液压支架进行综合评价,结果与实际情况相符。验证了该模型的实用性和可靠性,为今后液压支架寿命评价提供了一种新的方法。
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  液压管路辅助布局软件的开发

  郑旭阳, 刘润爱, 姚平喜

  液压与气动. 2017, 0(6): 80-83. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.06.016

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  在液压管路布局中时,需要考虑的规则及影响因素很多,造成管路布局实现起来非常繁琐和困难。通过对常用连接方式的归纳总结,在Pro/E中创建相应参数化管件模型,使用C语言对Pro/E进行二次开发,运用Protoolkit工具箱中的函数实现管件尺寸信息的提取和赋值,用以生成管道实体,实现了常用连接方式的自动化建模。对现有的管接头库进行了完善,创建了管夹库,将管夹布置标准集成到软件内部,实现了管夹的自动布置。设计了元件统计功能,对管接头和管夹的数据进行统计,方便后续工作的进行。简化了管路布局过程,提高了布局自动化程度,实现了液压管道系统的快速设计。
工程技术
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  抗偏载水压缸结构设计

  张军辉, 蔡鹏程, 赵喻明, 宋李新

  液压与气动. 2017, 0(6): 84-87. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.06.017

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  活塞水压缸在液压系统中具有广泛的应用。但较大直径的活塞缸在工作过程中,由于加工、安装、使用等原因,水压缸活塞会产生偏摆,在水压缸活塞径向会产生较大的弯曲应力,易使水压缸产生局部磨损,造成泄漏,对水压缸系统产生不利影响。提出一种球绞内置于活塞杆式水压缸,经过模型受力分析与实物试验测试,该水压缸具有结构、性能稳定,抗偏载性能强等优点,可应用在众多大负载领域中。
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  单体液压支柱三用阀试验自动测控系统

  施昊, 周连佺, 薄晓楠, 张晨晨, 杨硕, 刘霖

  液压与气动. 2017, 0(6): 88-92. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.06.018

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  介绍了三用阀自动装卸机构、自动调压装置、液压控制系统的组成和工作原理。在分析单体液压支柱三用阀试验标准和试验功能要求的基础上,采用工业控制计算机、PCI总线的数据采集和控制卡及相应的调理板组成硬件系统。建立了试验参数设置数据库和试验结果数据库,分别用于存储被试阀的信息和技术参数、试验过程中测得的数据及经过计算和判断得到的信息。开发了一套计算机自动测控系统软件,该软件有试验参数设置、全自动试验、硬件诊断、试验数据管理等功能。计算机测控系统控制三用阀试验装置,实现了三用阀的自动装卸、安全阀压力的快速精确调定、试验数据的精确采集和自动生成打印报表等功能。
理论研究
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  带孔板离心泵的电机叶片泵样机效率分析

  王金林, 冀宏, 任春宇, 张锡文, 任威, 张继铭, 曹巧会

  液压与气动. 2017, 0(6): 93-97. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.06.019

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  针对所研制的电机叶片泵样机,建立了样机性能测试系统。通过测量样机的输出流量、转速等性能参数,获得了样机的转速、效率随出口压力的变化特性。运用理论分析和数值计算对试验结果进行了分析,得出电机叶片泵样机的浸油负载和电机鼠笼转子电阻是影响样机效率的主要因素。优化鼠笼转子材料和结构,可显著提高电机叶片泵转速和效率,在最高工作压力22 MPa时,转速提高90 r/min,可达1472 r/min;效率提高2.4%,最大可达47%。对完善电机叶片泵基础理论,以及静音、高效液压电机泵的研制有重要的指导意义。
综合应用
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  一种限载式气动葫芦的设计与试验研究

  阮学云, 马强强, 戴传友

  液压与气动. 2017, 0(6): 98-103. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.06.020

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  电动葫芦是一种常见的工业起重机械设备,虽然工作效率高,但是电动机无过载保护,易烧毁电机,而且存在漏电打火的可能性,不适用于防爆场合。提出并设计了一种以压缩空气作为动力源,基于气控换向阀主阀芯的运动,实现过载保护的新型气动葫芦,介绍了其机械结构、工作原理和特征参数,并针对设计的气动系统回路进行了AMESim仿真和试验探究,结果表明该装置由于采用气动方式,不仅能够实现重物平稳的启动与制动,有效避免葫芦脱轨整体坠落的危险,而且还能达到过载保护的目的。
理论研究
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  变刚度负载下激振测试系统滑模控制特性分析

  李龙, 曾良才, 吴安东, 湛从昌

  液压与气动. 2017, 0(6): 104-108. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.06.021

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  以高铁路基测试系统为研究对象,由于该测试系统需要具有振动频率高、激振力大和振幅大的特点,目前其动态响应特性比较低,还需要进一步的提高才能适应测试要求。提出了一种滑模控制器来提高该高铁路基测试系统在变刚度负载下的动态响应。利用MATLAB/Simulink仿真软件,在变刚度负载下使用滑模控制的方法对高铁路基测试系统进行仿真分析,在运用滑模控制器后系统的动态响应特性有了明显的提高。采用该技术能够加快未来高铁交通运输的发展,对国家经济发展起一定的促进作用。
工程技术
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  高压空气减压阀研制及故障分析研究

  张金国, 王刚伟, 何涛, 韩灿峰

  液压与气动. 2017, 0(6): 109-112. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.06.022

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  根据系统需求研制高压空气减压阀,并依据标准规范开展了动静态密封性能、调压性能、压力特性、流量特性等试验,试验表明阀门在减压、调压稳定性、流量等性能方面均可满足系统需求。同时根据相关手册对减压阀流量进行了计算分析,发现计算结果与工程经验差异较大,针对该问题进行了分析及试验验证。另外,针对该阀在使用过程中多次出现出口压力持续上升的故障问题,结合其结构及密封特性,进行故障分析研究,并提出了针对性改进措施。
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  抗流量饱和系统控制阀节流损失降低研究

  王菊敏, 刘艳萍

  液压与气动. 2017, 0(6): 113-117. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.06.023

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  负载敏感系统具有良好的多执行器并行控制特性和高能量效率,被广泛应用于中小型工程装备和工业设备中,主要有阀前补偿系统和抗流量饱和阀后补偿系统两种。目前市场上应用的阀多在补偿阀之后仍设置有换向段,存在大的节流。针对此问题,设计了新型阀后补偿多路阀,降低阀口压力损失。建立了仿真模型,进行仿真研究,并与原多路阀进行仿真对比。新设计的多路阀阀口压力损失比原多路阀可减少0.8 MPa,能量损失降低7.5%。