2019年, 第0卷, 第09期　刊出日期：2019-09-15

  

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理论研究
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  电比例斜盘式恒压柱塞泵的联合仿真与特性研究

  李会妨, 权龙, 郝云晓, 程珩, 赵斌

  液压与气动. 2019, 0(09): 1-7. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2019.09.001

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  为了研究电比例斜盘式恒压柱塞泵的动静态特性，在分析其工作原理、运动特性和流量特性的基础上，利用SimulationX软件搭建恒压泵的机械、液压联合仿真模型进行研究，分析了变量缸大小腔直径比、变量缸弹簧刚度和主控压力阀的阀芯直径对恒压泵动态特性的影响。研究结果表明：电比例斜盘式恒压柱塞泵泵具有良好的动静态特性；主控压力阀阀芯直径越大，压力稳态值越接近设定压力值；弹簧刚度的增大和变量缸大小腔直径比值的减小都会提高恒压泵的动态响应速度，但超调量也会随之增大。
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  基于气动微流控芯片的新型智能痕量灌溉系统动态流量特性研究

  刘洁, 浦舟, 刘旭玲, 李松晶

  液压与气动. 2019, 0(09): 8-15. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2019.09.002

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  提出一种基于气动微流控芯片的新型智能痕量灌溉系统，利用气动微流控芯片片上膜阀作为控水元件,阐述了新型智能痕量灌溉系统和片上膜阀的结构设计和工作原理，建立了新型智能痕量灌溉系统和片上膜阀的物理模型。对单个片上膜阀不同气体驱动压力、不同液流驱动压力下的出口流量，以及片上膜阀不同组合时的动态流量特性进行仿真分析，给出了不同情况下智能痕量灌溉系统出口流量和出口截面流速、压力分布等特性的分析结果。利用PDMS材料和软刻蚀技术对痕量灌溉系统控水元件进行封装，并对其流量特性进行了实验研究。讨论了在液流驱动压力为10 kPa、不同气体驱动压力时和气体驱动压力为0、不同液流驱动压力时，影响痕量灌溉系统流量的几种因素，并对实验现象进行理论分析。
综合应用
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  自循环机匣处理喷气位置对压气机性能的影响

  石凯凯, 韩少冰, 钟兢军, 陈帝云

  液压与气动. 2019, 0(09): 16-23. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2019.09.003

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  为了揭示自循环机匣处理对Stage 37气动性能的影响机理，利用数值模拟方法研究了不同喷气位置对压气机气动性能的影响。在设计转速时，分析了不同喷气位置的自循环机匣处理装置的叶尖流场，探讨了自循环机匣处理的扩稳机理。数值模拟结果显示：不同喷气位置的自循环机匣处理在略微降低压气机效率的情况下，能够分别扩大2.96%，2.72%，2.83%，2.6%的失速裕度；设计转速时，Stage 37中转子叶尖区激波/叶尖泄漏涡相互干涉以及泄漏涡破裂后产生的阻塞区，是影响Stage 37压气机内部流动失稳的关键因素。自循环机匣处理的扩稳机制主要在于利用高速喷气抑制叶尖泄漏涡的破碎程度，减小叶尖阻塞区面积，进而提高压气机的失速裕度。
理论研究
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  深海贯入装置液压单元研究

  陶幸珍, 冀改萍, 张莹莹, 刘恒宇

  液压与气动. 2019, 0(09): 24-28. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2019.09.004

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  针对深海工作环境的要求，设计了深海贯入装置，介绍了该装置的特点及其工作原理；设计了贯入装置液压单元，介绍了贯入装置液压参数的确定及其工作原理；同时，对封闭式液压油箱的整体结构进行设计，并针对深海海底温度低、压力高的特点，介绍相应的补偿计算，对深海海底沉积物物理特性的探测具有重要的应用价值。保持原位环境，直接在海底测试沉积物的特性参数，测试结果更加准确可靠。利用液压传动系统将探杆贯入到沉积物中,对沉积物扰动小，探杆贯入深度可控，应用前景广阔。
综合应用
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  基于流量脉动系数的齿轮泵齿廓的主动设计及特性分析

  王建, 崔祥波, 常雪峰

  液压与气动. 2019, 0(09): 29-35. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2019.09.005

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  为了降低齿轮泵的流量脉动，提出了基于流量脉动系数的齿轮齿廓的主动设计方法。分析了基于极距和压力角函数的齿廓方程的数学描述方法，建立了基于流量脉动系数的齿轮泵中齿廓的主动设计的数学模型，给出了避免齿顶变尖和齿廓交叉的约束条件。以流量脉动系数为10%的齿轮泵为例，设计了齿轮泵的主体结构，分析了齿轮泵的基本特性，并与相同参数的渐开线齿轮泵进行了对比分析。研究结果对于缓解齿轮泵的流量脉动具有重要的理论和实践意义。
理论研究
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  基于神经网络的液压缸内泄漏在线测量研究

  郭媛, 曾银川, 曾良才, 傅连东, 湛从昌

  液压与气动. 2019, 0(09): 36-44. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2019.09.006

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  内泄漏是液压缸最常见故障，严重影响液压缸的正常工作，因此对其在线测量显得尤为重要。提出内泄漏在线测量的工作原理，包括在线测量系统、应变片的固定方式和流量-应变信号转换的数学模型，并搭建实验系统采集内泄漏和应变数据并进行数据处理。分别采用BP神经网络和卷积神经网络对液压缸内泄漏进行预测，结果表明，卷积神经网络准确度高、效率高，为其他液压元件微小流量的在线测量提供一种新的思路。
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  基于气动技术的飞机起落架演示仪开发

  张建新, 王慧, 王青云, 赵昌丽

  液压与气动. 2019, 0(09): 45-49. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2019.09.007

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  固定翼飞机起落架的工作过程、原理、结构、传动及其控制系统是航空类专业的重要知识内容。起落架系统结构复杂，现有教学条件难以满足教学需要，基于此，论述了基于气动技术的飞机起落架演示仪开发。运用人机工程，将其设计为一种便携式教学演示设备。基于民航固定翼飞机起落架结构进行演示仪机械结构设计，采用气压传动作为系统动力驱动，基于PLC实现设备演示的控制功能，其演示动作及其流程与民航客机起落架的收放动作完全一致。该设备已在我校成功应用，显著提高了相关知识内容的教学效果。
综合应用
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  基于Fluent的发动机进气系统优化设计及加工工艺研究

  张俊, 叶龙, 孙树礼

  液压与气动. 2019, 0(09): 50-55. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2019.09.008

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  为了设计出满足FSC赛车规则并具有更高稳定性的发动机进气系统，研究了赛车发动机进气系统的国内外研究现状，并基于Workbench Fluent对进气系统重要结构参数进行了优化设计计算，获得理想的优化结果。以Siemens NX为平台，建立了赛车进气系统的三维模型。以进气稳压腔为例，分析了稳压腔模具的数控加工工艺，进而完成其数控加工刀路编制和切削仿真，最后将生成的数控加工程序传入加工中心完成实物加工，加工出的稳压腔模具尺寸精确，表面质量好。为进气系统的设计和制造提供了理论和加工依据。
理论研究
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  基于AMESim的盾构刀盘负载敏感系统仿真研究

  拜颖乾, 高攀科, 任锐

  液压与气动. 2019, 0(09): 56-62. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2019.09.009

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  盾构机刀盘驱动系统的核心是液压系统。针对盾构施工中不同区域的地层差异性，为使盾构刀盘液压驱动系统节能减耗，采用负载敏感泵作为主驱动液压系统的动力源，利用AMESim软件搭建系统模型，并通过某型盾构机在软土和砂土两种不同地层下负载随机变化的情况，分别模拟系统全功率运行、80%功率运行和60%功率运行下，系统效率及能耗的变化情况。结论证明，软土地层为提高系统效率，减小能耗，宜在全功率模式下运行，而砂土地层宜在60%功率模式下运行。
综合应用
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  基于柔性负载的液压自动调平系统控制器设计

  窦海斌

  液压与气动. 2019, 0(09): 63-69. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2019.09.010

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  针对液压调平系统遇到柔性负载的难题，将柔性负载简化为悬臂梁，建立了各液压缸之间相互耦合的分布参数模型。针对该模型提出一种控制器的设计方法，该控制器的设计分为2步，在第1步控制器设计中引入边界控制律，用于抑制调平过程中的振动，并保证负载自由端达到期望的变形；第2步控制器设计中采用后推控制技术，用于跟踪第1步控制器生成的负载压力，保证控制目标能够实现。最后利用数字仿真验证了提出控制方法的有效性。
理论研究
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  蓄能器主要参数对液压激振台系统影响的仿真与试验研究

  李明杰, 武志斐, 徐光钊

  液压与气动. 2019, 0(09): 70-77. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2019.09.011

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  针对液压激振台系统换向时刻压力冲击问题，为了能够合理选择蓄能器参数，有效提高系统的性能，建立并分析了蓄能器及其连接管道的数学模型，利用AMESim软件对相关参数进行了仿真分析，并对该仿真结果进行了试验验证。结果表明：蓄能器接口处的管路长度与直径几乎不会影响系统的响应速率，缩短管长、增大管径可降低压力冲击；蓄能器体积对系统压力冲击影响不明显，但减小体积可有助于提高系统响应速率；蓄能器预充气压力对系统压力冲击影响明显，当蓄能器预充气压力为系统工作压力的80%～90%时，系统压力冲击较低，而且系统的快速性和稳定性表现良好。
工程技术
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  基于PLC的钢筋笼焊点动态定位控制系统

  苏成志, 康小建, 王德民

  液压与气动. 2019, 0(09): 78-82. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2019.09.012

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  为了提高钢筋笼焊点焊接过程中焊枪稳定性，进而提升焊点焊接质量，设计了一种基于PLC的钢筋笼焊点动态定位控制系统。根据钢筋笼动态焊点运动规律，制定了焊点动态定位原理，设计了钢筋笼焊点动态定位系统气动原理图，描述了焊点动态定位系统工作过程,在此基础上对PLC控制系统的硬件和软件进行了设计。该系统有自动控制和手动控制两种模式，自动控制模式下可实现对动态焊点的捕捉、跟随焊接、回原点等循环运动控制,焊接动作稳定；可根据钢筋笼形状、桩径大小，对焊点动态定位系统作出适当调整,灵活性好、适应性强。
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  漆包线引线自动去漆系统的设计

  徐轶, 程道来, 黄德华

  液压与气动. 2019, 0(09): 83-87. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2019.09.013

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  针对批量生产中的漆包线引线去漆要求，设计了一套自动去漆系统，用于直径大于0.5 mm 的漆包线。采用气压传动和步进电机驱动，以及PLC自动控制，完成了漆包线从输入裁切、传输、感应加热、磨削等一系列工序。感应加热工序可使涂漆层半融化。利用气动伺服系统实现动作的位置控制，采用PLC实现各动作的自动运行和反馈控制。运用AMESim软件，对气缸的位置伺服PID调节进行了仿真。系统经实际使用后，提高了生产效率，获得了良好的去漆效果。
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  隧道悬臂掘进机卷缆系统的优化设计

  李亚, 孙延飞, 魏成刚

  液压与气动. 2019, 0(09): 88-92. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2019.09.014

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  针对在工业性试验中出现放缆不畅、卷缆装置底板损坏的问题，分析了故障原因，基于螺纹插装阀和电磁换向阀技术，设计了一种悬臂掘进机自动收放缆的卷缆系统，并进行了卷缆系统参数计算及优化。实际生产应用结果表明：摆线马达启动扭矩压差1 MPa、减速机减速比改为20、取消背压溢流阀，卷缆系统可以安全可靠的进行收放缆工作；增加卷缆装置安装底板数量及螺栓防松，完全实现可靠的无人化自动卷缆。为研发隧道悬臂掘进机卷缆系统提供一定的理论依据及实践支持。
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  基于负载自适应的高升力系统高效液压驱动技术

  康建强, 史佑民, 王家庆

  液压与气动. 2019, 0(09): 93-100. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2019.09.015

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  民用飞机对经济性特别关注，大型民用飞机高升力系统工作时间虽短，但消耗功率却很大，可达到主飞控作动系统的3倍以上。传统的飞机高升力系统普遍采用节流控制的液压驱动方案，导致液压驱动效率低。介绍了高升系统应用的4种典型液压驱动方案，阐述了应用变排量液压马达的高效液压驱动理念，对4种方案进行了建模和仿真分析。结果表明，变排量液压马达驱动系统比其他方案的综合效率高21%以上，为国内科技人员研发大型民用飞机高升力系统提供参考。
理论研究
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  车用音圈式比例减压阀试验研究

  刘辉, 吴维, 张琪林, 卢国成

  液压与气动. 2019, 0(09): 101-105. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2019.09.016

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  建立了音圈电机的数学模型，结合实验测试，对车用音圈式比例减压阀的阶跃响应和频率响应特性进行了研究。结果表明：音圈式比例减压阀阶跃响应速度明显快于传统比例减压阀，阶跃上升阶段时间缩短53.3%，下降阶段时间缩短85%；音圈式比例减压阀的频率特性也优于传统比例减压阀，其压力能够很好的跟随电流且在5 Hz以下的低频区相位滞后较不明显，而传统比例减压阀存在30°的滞后。音圈式比例减压阀可以提高车辆电液系统压力控制精度。
综合应用
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  纯水高速开关阀的设计与耦合仿真分析

  武鹏飞, 吴张永

  液压与气动. 2019, 0(09): 106-110. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2019.09.017

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  设计了一种纯水高速开关阀，考虑阀中电磁回路、机械部分、液压系统之间的强耦合作用，建立了耦合数学模型，并利用专用软件构建了耦合仿真模型。仿真发现，当控制脉冲采用过小或过大的占空比时，开关阀流量控制会出现死区及非线性特征；而采用较大占空比时，开关阀流量受压降影响相对较小。由于阀芯与阀套间存在较大的粘性阻尼与摩擦力，阀芯位移的阶跃响应曲线并未出现超调现象，阀芯稳定时间较短，但受电磁铁磁滞的影响，阀芯关闭时间大于开启时间；同时发现阀芯线性度随控制脉冲频率的增大而降低，减小开关阀的开启、关闭时间，有利于扩大阀芯的线性度范围。
理论研究
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  车辆传动装置加温板仿真研究

  侯威, 邹天刚, 马立刚, 郭静, 杨正龙

  液压与气动. 2019, 0(09): 111-114. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2019.09.018

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  针对车辆传动装置低温启动用加温板进行研究，通过仿真对比在不同进水温度及不同进口流量下加温板的温度分布情况，从而能够更加准确评估具体的加温效果，同时也对不同进口流量下加温板内部高温水流速进行了分析。研究对车辆在低温启动时，加温板所需的进水温度及流量具有一定的指导意义。
工程技术
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  液压高速冲击模拟系统

  高顺凯

  液压与气动. 2019, 0(09): 115-122. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2019.09.019

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  设计了一套液压式高速冲击模拟系统。采用高压蓄能器供油，通过伺服阀控缸系统将液压能转换为冲击能，模拟冲击速度与加速度的动态变化过程，并且具有冲击角度调整功能。介绍了液压冲击模拟系统的组成与工作原理，重点分析了液压冲击机构；建立了基于蓄能器供油的伺服阀控缸系统动态模型，分析了其简化模型和基本特性；分析了冲击动态模型中各参数对于冲击过程的影响。最后介绍了液压冲击模拟系统的原理样机，并给出了冲击试验数据。
理论研究
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  液体弹性模量对减摆器阻尼特性影响的研究

  郑悫, 程相, 左哲清, 孟淑平

  液压与气动. 2019, 0(09): 123-126. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2019.09.020

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  简述了活塞式液压减摆器的工作原理，建立了考虑油液弹性模量的减摆器油液流量方程。在AMESim环境下，进行减摆器产品阻尼特性仿真分析，分析了油液弹性模量对于液压减摆器产品阻尼特性的具体影响。仿真结果与实际减摆器产品试验测试结果相吻合，表明油液弹性模量是影响减摆器产品阻尼特性的关键因素。为提高液压减摆器在相同工况下的阻尼力矩，实现更好的阻尼效果，在充填过程中须确保排净减摆器产品容腔内的气体。
综合应用
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  燃油泵某活门组件卡滞故障仿真及参数优化

  张海涛, 贺青, 魏春梅

  液压与气动. 2019, 0(09): 127-132. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2019.09.021

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  为了分析活门组件卡滞故障的主要原因, 首先，基于非线性接触理论,采用ANSYS Workbench软件对活门组件在多载荷耦合作用下的变形情况进行仿真分析,仿真结果正确复现了活门卡滞现象，证明了仿真分析方法的正确性。其次,通过对故障现象进行机理分析建立活门组件卡滞、磨损故障树，对故障树中底事件进行建模仿真分析，最终将导致活门组件卡滞、磨损现象发生原因归结为活门组件配合段过长及活门组件间间隙设计过小两个主要因素。最后，将活门组件间间隙作为优化参数进行参数优化分析,最终确定最优间隙值。优化后活门组件在同种工况及边界条件下没有出现卡滞现象，说明结构优化方向及措施合理有效，其为后续活门组件间隙设计及产品排故提供了一定的参考。
工程技术
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  某型飞机登机门液压操纵系统故障分析及解决措施

  张婷

  液压与气动. 2019, 0(09): 133-136. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2019.09.022

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  针对某型飞机外开式门梯合一登机门在外场使用过程中频繁出现的无阻尼落下故障出发，系统分析了导致该故障发生的根本原因：在液压动力缺失的情况下，关闭登机门时，会造成登机门作动筒无杆腔注油不充分；当再次打开登机门时，依靠油液节流提供阻尼失效，导致登机门无阻尼落下。因此，采取增加1个阻尼蓄压器的措施，即在关闭登机门时，由储存在阻尼蓄压器中的油液补充给登机门作动筒的无杆腔，使其始终处于满油状态；当再次打开登机门时，油液就会通过节流起到阻尼作用，保证登机门平稳打开。该措施贯彻后，经过10000余次试验验证，表明其原理正确、方法有效，可从根本上杜绝该故障的再次发生。所采用的解决措施能对相关行业技术人员分析此类故障提供启发和借鉴，提高故障分析能力，为快速解决该类故障提供一定的基础。
理论研究
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  推土机转向制动阀性能分析与研究

  韩伟, 成祥宁, 聂娅青, 佀国良, 刘萧强

  液压与气动. 2019, 0(09): 137-141. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2019.09.023

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   转向制动阀是实现履带式液力推土机进行转向制动操纵的核心液压件，其控制性能的优劣对整机的的操纵性能有重要影响。对转向制动阀的结构、工作原理进行了详细分析和介绍，并建立了工作过程中的数学模型。在此基础上，基于SimulationX软件仿真平台，建立了仿真模型，研究结构参数的改变对转向制动阀性能的影响，重点研究了转向制动阀的控制特性关键影响因子对其性能的影响规律，并得出了重要的观点。可为转向制动阀的结构设计及性能优化提供理论参考依据。