基于力学分析的蓄能器数学模型建立及实验研究

蓄能器的数学模型是研究蓄能器性能的关键，该文基于皮囊式蓄能器受力模型，分析建立了皮囊式蓄能器的数学模型，结合蓄能器吸收压力冲击的功用对数学模型做了理论分析，然后通过大量的实验对理论结果做了验证。     

气囊式蓄能器吸收脉动的动态特性分析

针对气囊式蓄能器吸收脉动的基础理论建模不足问题，将蓄能器进行力学模型简化，借鉴经典的质量-弹簧-阻尼系统模型，利用由参数增量表达的传递函数及流量方程，建立蓄能器气腔、液腔、进油阀及整体数学模型。在此基础上，通过编程仿真并深入分析气液腔的压力与体积对阶跃和正弦信号的动态响应特性，同时给出初始容积与预充气压力对蓄能器的影响规律。最终，为了验证蓄能器消除柱塞泵出口高压油液脉动效果，将蓄能器与柱塞泵的联合仿真结果与试验数据进行对比，两者结果基本一致，验证了模型的正确性，为蓄能器数学建模提供理论支撑。     

恒压蓄能器调控下制动能回收方法与样机试制

传统工程机械采用的皮囊式蓄能器储能密度低，当配合回转机构进行驱动和能量回收时，蓄能器内外压差较小时能量充放效果差，为此提出一种基于恒压蓄能器调控下制动能回收方案。介绍了恒压蓄能器原理，对比恒压蓄能器与皮囊蓄能器储能密度。回转机构制动能回收方案采用马达结合恒压蓄能器进行能量回收，通过SimulationX软件搭建仿真模型，分析回收方案回收效率。因恒压蓄能器加工工艺难度较大，尤其对气密性和气囊要求较高，提出恒压蓄能器工艺方案，并进行了样机试制。对变截面活塞进行设计，并采用铝合金材料进行加工，通过有限元方法对变截面活塞进行强度分析。结果表明：充放油过程油液压力保持恒定时，恒压蓄能器回收并释放的能量占惯性动能的42%;有限元分析表明铝合金变截面活塞满足活塞蓄能器强度要求。仿真和恒压蓄能器的试制为下一步制动能回收试验提供基础。     

波浪能转化液压系统动态特性及能量转化的研究

波浪能液压转化系统采用圆柱浮体垂荡运动激励液压缸，液压缸活塞往复振荡将波浪能转化成液压能，经过调节阀组和蓄能器储存输入液压马达，马达驱动发电机转化成电能。建立不规则波浪作用圆柱浮体并激励液压缸活塞的时域动力模型，建立液压系统蓄能器和马达能量传输及转化模型，研究了液压缸和蓄能器能量转化过程中压力和流量、马达转速和输出功率的动态特性。分析了随机波在液压系统中的能量传输规律和转化效率。     

吸收压力脉动的自适应蓄能器回路研究

建立了吸收压力脉动的普通蓄能器回路的数学模型,从理论上分析了流量脉动频率和系统稳态压力对蓄能器吸收压力脉动效果的影响。在此基础上,提出自适应蓄能器回路模型,模型利用压力传感器采集的流量脉动频率和系统稳态压力的信息来调节蓄能器前管路的流通面积,以此改变蓄能器的固有频率,实现吸收压力脉动的效果。仿真和试验结果表明,自适应蓄能器回路能在流量脉动频率和系统稳态压力变化时良好地吸收压力脉动,具有一定的自适应性。     

全路面起重机悬挂系统蓄能器动态特性分析

蓄能器是油气悬挂装置的重要组成部分,通过对蓄能器的研究可使起重机悬挂系统获得最佳性能.介绍了油气悬挂系统的结构原理,解释了蓄能器的结构、性能以及工作原理,建立了蓄能器工作过程数学模型,并以该模型为基础进行了特性分析,结果表明激振器位移和速度与蓄能器气体压力密切相关,初始充气压力和体积是影响蓄能器刚度和阻尼的主要因素.     

海水液压动力推进系统设计及仿真分析

针对传统液压动力推进系统，设计了一种以外界海水为工作介质，蓄能器提供动力源、新型二级同步海水液压缸为核心部件的二级液压推进装置。论述了新型二级同步海水液压缸的结构以及海水液压动力推进装置的工作原理，通过AMESim建立了推进系统的仿真模型，通过搭建的试验台进行试验验证。结果表明：在供能过程中，蓄能器充能过程与蓄能器初始压力呈负相关；在推进过程中，物体离开推进管道的速度与蓄能器初始压力的根呈正的线性相关。     

断带抓捕装置液压系统仿真实验研究

为实现对大运量、长距离、重载的带式输送机在工作过程中断裂的胶带进行准确、及时的抓捕，设计了一套机电液一体化的断带抓捕装置。介绍了系统的基本结构，建立了装置的液压系统模型，借助AMESim软件对其进行仿真，分析蓄能器不同参数的设定对抓捕效果的影响，同时组装搭建了断带抓捕试验台，对上述仿真结果进行验证。结果表明：25 L双蓄能器对胶带的抓捕时间较50 L单蓄能器对胶带抓捕时间短；在一定范围内，并联式蓄能器容积越小，抓捕时间越长；液压泵与蓄能器之间的安装距离也影响系统对胶带的抓捕效果，安装距离越大，抓捕时间越长。     

蓄能器对高空作业平台调平系统的性能影响

鉴于高空作业平台对调平系统作业平稳性、可靠性及高精度的迫切需求,研究了蓄能器对调平系统压力冲击及压力波动的影响规律,旨在为优化调平系统性能提供参考依据。首先,通过基于蓄能器吸振的调平系统简化模型,理论分析了蓄能器主要参数对蓄能器性能的影响,进而分析了压力冲击及压力波动的作用机理;其次,结合蓄能器作用下的调平系统仿真模型,研究蓄能器对调平系统动态稳定性的影响规律。理论分析与仿真结果均表明:合理配置蓄能器并选择其主要参数,能够使蓄能器对压力波动和压力冲击的抑制效果最大化,有效提高调平系统性能。     

液压高速冲击模拟系统

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。     

基于20-sim长柔性管道动态仿真分析

本文综合考虑了长柔性管道的液容、液阻和液感,利用键合图建模方法,建立了其键合图模型,并直接以绘图的方式将键合图输入到20-sim中,对其进行动态仿真分析,无需推导系统的状态方程或转换为方块图,极大的提高了仿真效率。     

基于数值方法的液压蓄能器能量损失分析

根据建立的液压蓄能器数学模型，采用龙格库塔数值方法对液压蓄能器在存储和释放能量过程中的能量损失进行了分析。分析表明，液压蓄能器的能量损失与连接管道的长度、流量的大小、连接管道横截面面积与液压蓄能器横截面面积之比有关。研究结果对液压蓄能器的设计和工程安装有参考意义。     

无人机液压弹射器弹射过程的仿真分析与试验研究

以液压蓄能器为动力源、液压马达为执行元件的无人机液压弹射器的弹射过程为研究对象,运用功率键合图法建立了弹射过程的数学模型,利用仿真分析结合实验对该过程进行了详细的研究,得到了弹射过程中关键工作参数对弹射性能的影响,为弹射系统的研发与改进提供了重要依据。     

支架安装车保压夹具系统设计分析

针对核岛内支架安装车夹持支架焊接安装时易发生掉落的现象,设计一种能够适应不同支架截面尺寸且有效保持夹持力的保压夹具系统。通过分析夹具系统结构组成和工作过程,建立夹持系统键合图模型和动力学方程,基于AMESim仿真分析支架夹持过程中油缸泄漏工况下系统工作特性,并在样机上搭建试验平台进行测试。结果表明:由于负载敏感系统的压力流量自适应作用,变量泵输出流量稳定,活动夹勾转动平稳;夹具夹持支架焊接过程中,蓄能器能及时补充系统泄漏的油液,保持工件夹持力在安全值之上,且当油缸夹持压力低于安全值时,高压待命的变量泵可及时为蓄能器充液;所建动力学模型仿真结果与试验数据吻合较好,为进一步优化保压夹具系统提供参考。     

基于键合图的RV减速器动力学仿真

为研究RV减速器系统的弹性特性、齿轮间啮合刚度和阻尼对系统动态特性的影响,需要对系统进行建模和仿真分析。简述了RV减速器的结构、传动特点并对功率流进行分析,基于键合图理论建立RV减速器的动态仿真模型,推导出系统的状态方程,用Matlab进行系统动力学仿真分析,得到输出转速及加速度曲线,较好地反映了系统的动态特性。为RV减速器的设计、改进提供一定的理论依据。仿真结果表明:键合图模型是一种相当优越的数学模型,键合图理论与方法为RV减速器动力学特性的研究提供了一种新方法与途径。     

含固体颗粒流体用安全阀的自动冲洗装置及冲洗过程数值模拟

针对煤液化工业油煤浆输送管路中安全阀不能可靠关闭问题,提出一种安全阀自动冲洗装置.在安全阀与输送主管路连接管路上增设气液直接接触式蓄势器冲洗装置,蓄势器内充入一定量冲洗油,并通过冲洗油支路与安全阀入口管路相连.冲洗油管路上设置自控阀门,以安全阀阀瓣动作为控制信号.当阀瓣有回座动作时,自控阀门自动打开,冲洗油对安全阀进行自动冲洗.为分析方案的可行性,以油煤浆为输送流体、溶剂油为冲洗介质,运用FLUENT软件的双欧拉模型对安全阀内煤颗粒的冲洗过程进行三维数值模拟.计算结果表明,冲洗装置可有效地清除安全阀内的固相颗粒,保证安全阀可靠关闭.分析表明,冲洗过程瞬间完成,相对于主流体而言,仅有少量与主流体相容的冲洗油进入流体输送管路,不会影响液化工艺过程的稳定性.     

安注箱氮气对IRWST注射工况的影响分析

本文主要分析安注箱排空后，其内部氮气注射对IRWST注射管路的影响。文章采用三维两相流瞬态分析方法（VOF）对安注箱注入后氮气流动的情况进行了仿真。分析表明以往布置下，安注流体无法完全排出管内气体，但通过工程改进，可有效消除气栓影响，消除了工程风险，本文将对以上现象进行详细分析。     

摆动导杆机构键合图建模新方法

研究摆动导杆机构的键合图建模问题,提出一种虚位移原理与健合图相结合的摆动导杆机构建模新方法.该方法根据杆件的几何关系,确定单个杆件质心的运动规律与旋转副或滑动副的关系,运用多通口转换器建立包含旋转副或滑动副的杆件健合图模型,以杆件的旋转副或滑动副为链接点将各个杆件的健合图模型进行拼装,得到摆动导杆机构键合图模型,仿真计...     

机械转动系统的网络法建模

电路网络法建模可以通过看电路图直接写出其传递函数形式的数学模型,键图法可以很容易地将机械转动系统的键图绘制出来。本文将电路网络法以键图为中介推广应用到机械转动系统中去,即将机械转动系统绘制成键图,然后将该键图转换成等效的电路图,再根据电路网络法直接写出其传递函数形式的数学模型。实例推导证明本方法比较简单、快速、直观。     

波动载荷作用下液压驱动牵引车辆的蓄能器配置

探索了采用蓄能器组来有效抑制液压牵引工程车辆压力冲击的方法,建立了泵控马达调节系统加入蓄能器组后的数学模型, 从而为液压牵引车辆中蓄能器的选择和匹配,以及深入研究泵控马达系统调速特性和动态特性在有无蓄能器情况下的不同提供了参考;以液压底盘实验台为例进行仿真,结果表明理论分析是可行的。