超长液压管道压力损失的计算与试验分析

大多数液压系统中各元件相互联接的管道较短,管道中的压力损失可通过计算管道内液压介质在最低温度下,其所有直管的沿程压力损失和所有弯管(或弯头)处局部压力损失之和而得出,由此得到的计算结果与实际值差别不大.而对于某些具有超长管道的液压系统来说,在计算管道的沿程压力损失时,应考虑管道内液压介质与外部环境的热交换,即考虑管道内液压介质的温度与黏度值的大小对压力损失的影响.该文在上述基础上,建立了超长管道压力损失的计算方法,并对某一规格和长度管段内液压介质的压力损失进行了理论计算和试验验证,结果表明管道内压力损失的理论计算值与实测值的误差较小,该压力损失的计算方法可为具有超长液压管道的液压系统工作压力的设计提供可靠地依据.     

大采高液压支架主供回液管路压损研究

液压支架主供回液管路的压损一般采用沿程压损和局部压损公式计算,但公式中阻尼系数多用经验值估算,精度有待商榷。对大采高液压支架主供回液管路压损进行了研究,分别建立了大采高液压支架软管与直通接头压力损失理论模型和AMESim仿真模型,搭建了大流量长管路压力损失试验系统,结果表明,软管长10m和1个直通接头在管内流速2.6m/s、5.1m/s和7.6m/s时,理论、仿真和试验之间的最大误差分别为9%、8%和2%,考虑温度对乳化液粘度的影响,理论与试验压损误差分别为5%、6.6%和1.7%。所得理论、仿真结果与试验结果较吻合,改进了计算液压支架接头压损的算法,这对于大采高液压支架主供回液管路设计与压损计算提供了参考数据。     

液压元件损失特性试验测定方法

液压元件的损失特性分为理想局部装置型、具有缝隙流动型和具有压力突降型3种类型，各型损失特性遵循不同的规律，考虑测试管路本身的压力损失和油液温度对试验数据的影响，应用最小二乘法对试验数据进行处理，可正确确定液压元件损失特性的类型，并得到损失特性经验公式。     

基于AMESim的长距离管道液压系统动态特性与优化设计

为研究流体特性及管道参数等对长距离管道系统运行的影响,以海上采油树液压控制系统为原型,采用AMESim建立了长管道液压系统的仿真模型.研究了管道参数及流体属性对管道压力损失及动态特性的影响,并分析了影响长管道液压冲击的因素及改善方法.表明在管道直径、液压油属性不变的前提下,随着管道长度的增加,管道压力损失不断增大,系统负载的速度及位移响应时间增加;随着管道直径的减小,负载速度响应及位移响应逐渐降低,响应时间增加;随着粘度的增加,管道压力损失增加,负载响应时间增加;而流体密度对管道的压力损失、负载速度响应及负载位移响应的变化影响较小.随着管道长度的增加和管道直径的减小,压力冲击峰值有减小的趋势,通过安装蓄能器对压力冲击有明显的改善作用.分析了影响长管道液压系统动态特性的因素,优化了系统参数匹配,对长管道液压系统的设计提供了参考,对实际液压系统的设计具有指导意义.     

正流量控制挖掘机液压系统压力损失分析

以大型正流量控制挖掘机液压系统为研究对象,理论分析液压系统压力损失,建立机电液联合仿真模型,重点分析挖掘机典型工况下整机液压系统压力损失,探究出了不同动作整机压力损失具体数值以及压力损失分布情况。仿真结果表明:由于斗杆挖掘多路阀具有回油再生功能,管道中流量最大,达到910 L/min,使得斗杆挖掘液压系统压力损失较高,泵1侧进油路压力损失为3.31 MPa,泵2侧进油路压力损失为3.91 MPa。通过实验验证了仿真结果的准确性,为正流量控制挖掘机能量损失研究和性能提升奠定基础,提高挖掘机研发效率。     

管道内压力对纵模导波传播特性的影响

工程应用中的管道内部往往存在一定的介质,这些介质会对管内壁产生一定的压力,研究超声导波技术对管道进行检测时,介质产生的压力对超声导波传播特性的影响非常重要。采用数值模拟方法研究了管道内液体介质压力对超声导波传播的影响,分析了不同激励频率和不同介质压力时的导波衰减特性,并搭建了压力管道实验系统。实验结果表明,超声导波在管道内传播时传播速度不随管内压力的变化而变化。     

软管集中参数模型的建立和仿真研究

利用管道系统特性,建立软管的数学模型,对含软管的液压系统进行了准确方便的建模和仿真研究。     

轨道车辆液压盘式制动系统的动态特性研究

具有防抱死能力的液压盘式制动器在轨道车辆中得到越来越多的应用。基于防抱死制动系统工作原理,利用AMESim软件内置的数据库搭建仿真模型,针对不同的液压管路特性,计算出管道材料与长度与液压制动系统的影响。结果表明,管路越长、材料刚度越小,轮缸压力响应越慢。为提高防抱死系统的控制精度,在布置防抱死系统的压力调节单元时,应尽可能地靠近制动钳,以减少管道内油液的影响。     

高速磁悬浮鼓风机系统模型改进与实验

针对传统Greitzer风机模型对本研究对象不适用的问题,提出了一种以电机转速作为控制量,以管道出口压力作为控制对象的风机管道改进模型。相比于原Greitzer模型,改进模型考虑了实际应用中的弯形管道,计算弯管处局部压力损失,并且考虑了原模型中忽略的管道沿程压力损失,在计算管道出口压力时更加准确。通过实验与模型理论计算数据对比,对模型的有效性和准确性进行了验证。经数据分析,管道出口压力在中、高压输出阶段,相对误差分别在±3%和±1%以内。将改进模型和不考虑管道压力损失模型计算结果相对比,模型精准度提升了±1%。     

水润滑轴承水膜压力损失机理研究

针对已有水膜压力无线传感测试方法中由于设置L型管道从而导致传递过程中水膜压力的损失问题,采用数值分析法建立了水润滑轴承系统管道压力损失数学模型,用ANSYS软件建立了物理模型,通过仿真分析了压力损失机理,并对试验结果进行了校正与分析。结果表明:管道入口处润滑水的流量越高,水膜压力损失越大;轴转速越高,局部压力损失越大;管道越长,L型管道直管段压力损失越大,在动态工况下管道的压力损失与能耗比静态工况下的大。     

电控斜轴柱塞式液压变压器的特性参数研究

液压变压器是液压恒压网络系统中一种压力转换元件,可以实现无节流损失地将液压恒压网路系统压力转换为负载所需的压力。剖析了液压变压器的工作原理,设计了电控斜轴柱塞式液压变压器的结构,建立了液压变压器的转矩、变压比、流量和平衡角共四个特性参数的数学模型,在液压恒压网络试验台上对所研制的电控斜轴柱塞式液压变压器进行了特性试验研究,结果表明其理论分析结果与试验结果是一致的。     

浓密膏体输送管道正向压力传感装置的研制

为研究浓密膏体在管道内实际压力分布状况,研制了新型的正向压力传感装置,能将传感器深入管道内部实现不同径向位置的正向和其他角度的压力测量.该传感装置使用橡胶膜片将输送介质与传感膜片隔离,避免了传感膜片的直接磨损,提高了使用寿命.经过静态加压试验及实验管道测试,获得了侧压和正向2种压力传压装置的信号和压力值曲线,结果表明该装置具有较高精度和良好动态响应特性,适用于浓密膏体管道输送压力损失和压力分布测试.     

冻结砂土层中埋地管道管土界面应力分析

寒区埋地管道管土相互作用对压力输送管道受力分析和安全防护设计具有较大影响。利用试验研究与有限元模型分析相结合的方法,对冻结砂土与管道间的界面应力问题进行了研究。考虑管土间摩阻力、粘结力、冻结力及管土弹塑性变形等耦合作用影响,利用层间界面双线性接触模型,建立有限元分析模型,进行了相应的试验验证。结果表明,寒区砂土层中管土间界面应力的有限元分析结果与试验结果误差为3.97%,该有限元模型可用于分析管土相互作用下的界面应力问题,为进一步研究埋地管道局部损失、腐蚀坑应力集中致损问题奠定了基础。     

重型多轴车辆互连油气悬架特性分析

以重型多轴车辆互连悬架系统为研究对象,建立了四轴互连油气悬架液压系统数学模型。模型中考虑了管路沿程压力损失、局部压力损失和油缸活塞杆运动摩擦力的影响,并进行仿真分析,通过台架试验验证了模型的正确性。基于互连油气悬架液压系统数学模型,对比分析了垂向和侧倾工况下互连悬架和独立悬架的刚度和阻尼特性,以及对互连悬架阻尼特性进行参数化分析。结果表明：在垂向工况下,互连悬架蓄能器内气体体积变化量相当于各活塞杆进出油缸的体积,与独立悬架蓄能器内气体体积变化量相等,因此互连悬架与独立悬架刚度特性相同,但其阻尼力大于独立悬架;侧倾工况下,互连悬架在增加侧倾刚度的同时也明显增大了阻尼力。两种工况下,独立悬架阻尼特性不变,互连悬架阻尼力随单向阀直径增大、阻尼阀直径增大、油管直径增大、油缸内径减小和活塞杆直径增大而减小。     

INSTRON液压试验系统管道安装浅析

针对INSTRON液压试验系统中管道承受压力高的特点,为了实现液压管道安装的高精密度、密封性及其稳定性,本文着重阐述了钢管、软管、吸油管、回油管等管道安装及支架安装、管接头安装、法兰盘安装、管道敷设等技术措施。     

基于非局部摩擦理论的颗粒介质传力特性研究

散体颗粒介质兼有固体和液体的形态而又表现出不同于二者的诸多奇异性质,固体颗粒介质成形工艺正是利用这种特性将固体颗粒作为传力介质成功应用于金属板管材成形中并取得良好效果。为了探讨颗粒介质在固体颗粒介质成形工艺中的传压规律,并研究散体颗粒介质在承受压力条件下的传力特性,实现对成形中金属管板材内表面压力分布的准确控制从而有效提高金属管板材成形性能,通过设计固体颗粒介质的单轴压缩试验,得到颗粒介质侧压分布规律,在此基础上,结合非局部摩擦理论建立精确的颗粒介质传压力学模型,得到基于非局部摩擦理论的颗粒介质传压规律,并推导出其轴向传力压力函数表达式。研究结果表明:侧压力与传力距离按照二次函数的规律分布,并随着传力距离增加而下降;颗粒介质轴向传递压力随传力距离增加而逐渐衰减,并且考虑非局部摩擦所得到的理论值较局部摩擦更能接近试验值,而非局部作用接触面半径对结果影响较小。     

安全阀冷热态整定压力偏差致因研究

同一安全阀的整定压力试验结果会随着校验介质的不同而产生差异,造成这一现象的原因长期困扰着安全阀行业。本文建立了一种密封面孔隙内介质吸附的多尺度模型,指出狭缝内不同介质的吸附作用不同是冷热态整定压力偏差的主要成因。针对校验介质分别为压缩空气和饱和水蒸气的情况,利用经典密度泛函理论研究计算了不同介质在密封面的吸附作用。研究发现在密封面纳米尺度的楔形狭缝内,饱和蒸汽对壁面吸附力总要高于压缩空气,造成蒸汽安全阀的整定压力小于通过压缩空气所获得的整定压力,计算结果得到了试验验证。     

液压软管脉冲试验台建模仿真

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。     

基于AMESim的特高压断路器管道系统压力波动

针对特高压断路器管道系统中产生的液压冲击波对操动系统运行的影响,以蓄能器及其管道系统作为研究对象,在分析其压力波动产生机理的基础上,确立了管道子模型的选取原则,应用AMESim软件建立了液压系统的综合仿真模型,对模型进行求解后得到了液压管道的压力波动特性,同时分析了管道长度和内径对压力波动幅度的影响。研究结果表明：现有管道系统的压力波动幅度较大,不利于系统的稳定运行;对管道长度和内径组合进行优化设计后,压力波动的降幅在50%以上。所采用的研究方法对特高压断路器管道系统的优化设计具有参考价值。     

压力管道快速连接新技术

借助液压油缸的轴向运动在斜面副上产生的径向分力,使得凸台压入管子外壁面内,在凸台与凹陷面内形成足够的密封比压和连接强度,实现管道的快速连接。创建了压力管道快速连接新技术领域内的关键术语,简述了其工艺过程、技术特点、适用温度、规格尺寸和应用领域。定义了压力管道快速连接新技术机理。基于金属材料的硬度理论,建立了管接头的力学模型,通过压力试验论证了压力管道快速连接新技术的密封可靠性和连接强度的安全性。其连接机理对其他机械工程领域内的金属连接,具有启发和借鉴作用,是压力管道连接领域内的创新成果。