无线供电形状记忆合金驱动的尿道阀驱动特性研究

为了解决尿道括约肌损伤或神经功能障碍引起的重度尿失禁问题,设计了一种磁耦合谐振式无线供电形状记忆合金弹簧驱动的尿道阀。建立了尿道阀的驱动力模型和无线电能传输耦合模型,仿真分析了弹簧结构参数对驱动力的影响规律,通过实验研究了无线供电系统的控制参数和线圈结构参数对尿道阀驱动特性的影响规律以及尿道阀的启闭特性。研究结果表明,该尿道阀原理可行;增大弹簧线径,减小弹簧中径和匝数,增大信号源电压,增大线圈直径、线径和匝数以及合理设定信号源频率,均可提高驱动特性;尿道阀启闭特性良好。研究结果可为尿道阀结构设计提供依据,也可为人体其他括约肌自主控制的设计提供参考。     

基于膀胱尿液容量反馈的形状记忆合金驱动尿道阀研究

针对现有尿道阀存在引发尿道组织血液循环不畅甚至坏死等问题，提出一种基于膀胱尿液容量反馈的形状记忆合金(SMA)驱动尿道阀，建立尿道阀数学模型和有限元模型，仿真分析了尿道阀的压闭、反馈和驱动机构参数对启闭特性的影响，搭建模拟实验平台，实验研究了尿道阀的反馈调节特性和尿流率特性。结果表明，尿道阀原理可行，通过增大阀芯初始角、减小阀芯与尿道接触面积和膀胱支撑膜面积，均可改善尿道阀的启闭特性，尿流率达14 ml/s,与人体尿动力学规律相符；该研究可为适用于临床的尿道阀的设计提供指导，也可为其它人工括约肌的设计提供借鉴和参考。     

多电压复合驱动的高速开关阀性能研究

高速开关阀是数字液压技术的核心元件.高速开关阀的动态特性是决定数字液压技术响应速度和控制精度的关键.提出多电压复合驱动策略,通过预加载方法优化了高速开关阀启闭初始电流,并结合电流反馈和数字逻辑触发机制,实现了 5个驱动电压的自适应切换,最大程度上确保了高速开关阀的快响应切换和低功耗驱动.理论分析探究了初始电流和驱动电压对高速开关阀动态特性的影响规律,并基于该规律得到了改善高速开关阀动态特性的方法.搭建了高速开关阀仿真模型,开展了动态性能试验,通过直接测试和间接测试两种方法对所提出的多电压复合驱动方法的有效性进行了验证.结果表明,相比较于双电压驱动方法,多电压复合驱动方法在不增大驱动电压的前提下,通过优化启闭初始电流,大幅提高了开关阀的响应速度,减少开启滞后时间66.7％、缩短关闭滞后时间87.5％,并能改善高速开关阀流量控制特性,将其流量线性范围扩大了 17.1％,同时还降低热功率损耗64.8％,减小工作钢球压迫受力,延长高速开关阀使用寿命.     

SMA驱动尿道阀可靠性的蒙特卡罗仿真分析

形状记忆合金（SMA）驱动尿道阀是应对尿道功能障碍设计的机电装置,若临床应用一旦发生失效,将被迫取出更换。为研究尿道阀的可靠性,依据尿道阀组成原理建立了尿道阀故障树和可靠性数学模型,提出了一种基于蒙特卡罗法的尿道阀仿真算法,仿真分析了尿道阀的可靠性指标。实验结果表明：该仿真算法简单有效,尿道阀平均寿命达10000次的失效概率为0.012。该仿真算法也可为克服膀胱功能障碍的SMA驱动人工逼尿肌系统可靠性设计提供理论指导。     

膀胱动力泵尿道阀的设计及实验研究

运用电磁学理论和流体力学理论,建立了尿道阀的数学模型,利用该模型仿真分析了电流和气隙等不同因素对尿道阀特性的影响。通过仿真和实验对比,验证了所建立模型的有效性。在模拟实验系统上,探讨了尿道阀对膀胱动力泵排尿动力特性的影响,结果表明:增大电磁铁电流、减小电磁铁与尿道阀之间的气隙,有利于提高最大尿流率、缩短尿流时间。研究结果可为膀胱动力泵的特性分析和结构优化设计提供参考。     

某燃油泵安全活门启闭特性研究

对某燃油泵安全活门启闭特性进行研究。由于某型燃油泵安全活门开启压力与安全活门达到公称流量时的调定压力之间的差值偏大，导致安全活门启闭特性不好。为解决上述问题，对该安全活门的结构、功能和工作原理进行分析。通过对其启闭特性进行计算和仿真分析，发现主阀直径、主阀阻尼孔直径、主阀弹簧刚度、先导阀阻尼孔直径以及回油管路直径等参数对其启闭特性有一定的影响。最后根据机理分析结果来优化安全活门的主要结构参数，达到改善安全活门启闭特性的目的。     

膜片式先导水压溢流阀仿真与试验研究

由于水的粘度低和润滑性差,先导型水压溢流阀中主阀芯与阀套之间的密封与润滑问题一直是影响阀静动态性能的关键性技术难题。设计出一种采用膜片密封的新型先导型水压溢流阀,较好地解决了先导型水压溢流阀的密封与润滑难题。建立该阀的数学模型,对其静态特性进行理论分析和计算,对其动态特性进行仿真,分析主阀下腔容积、阻尼孔直径、先导阀弹簧刚度、主阀上腔容积以及阀芯质量对阀压力响应和压力超调量等动态性能的影响。制作样机并对其调压范围、启闭性能和动态性能进行试验研究。试验结果表明,样机的压力调节范围较大、启闭特性非常好、压力超调量较小以及升压时间较短,验证了该阀能较好地解决主阀芯与阀套之间的密封与润滑难题。     

煤矿乳化液泵动态特性研究

为了对煤矿乳化液泵的动态特性进行仿真研究,在AMESim软件中建立BRW80/35型乳化液泵液压系统仿真模型,对柱塞位移与吸、排液阀的启闭特性,以及腔内压力与吸、排液阀启闭的关系进行了研究,并且通过虚拟仿真得出了BRW80/35型乳化液泵的流量特性曲线,进而得出泵的容积效率。     

精密气体减压阀的静态特性分析

介绍了一种精密型气体减压阀的结构和工作原理,建立了该阀的静态数学模型,并根据数学模型对该阀的调压特性和流量特性进行了仿真分析。利用数学模型预测的调压特性和流量特性与实验结果相符,表明所建立的数学模型正确,可作为设计、分析与开发同类阀的依据。     

直接驱动式电液压力伺服阀的特性研究

直接驱动式电液压力伺服阀具有体积小,重量轻,抗污染能力强,性能好等优点,通常用于飞机刹车系统,且广泛应用于航空航天领域.本文主要研究了直接驱动式电液压力伺服阀的静动态特性,建立了直接驱动式电液压力伺服阀控制系统的数学模型和仿真框图,并进行了相关的试验研究和结果分析.     

多约束下高压螺纹插装型溢流阀启闭特性研究

高压螺纹插装阀在工程机械中应用广泛,其启闭特性直接影响系统压力波动、泵头能量损失、噪声大小等。为了探究结构参数对高压螺纹插装阀启闭特性的影响,基于其结构特征,推导启闭特性数学模型。由于结构参数改变的同时会对动态响应性、稳定性、内泄漏产生交叉影响,以提高启闭特性为目标,以动态响应性、稳定性、内泄漏为约束条件,在不改变其三方面性能的前提下,通过理论建模、仿真分析、试验验证,提高螺纹插装阀的启闭特性。研究结果可为螺纹插装阀综合性能优化提供理论指导和工程实用价值。     

体外磁控内置式尿道阀仿真与实验研究

为克服人工尿道括约肌长时间压闭尿道引起组织坏死等问题,设计了一种体外磁控内置式尿道阀。建立了流量-压差特性及磁驱动力数学模型,应用有限元法计算分析了流场分布、液阻和磁驱动力的影响因素。搭建了下尿路模拟实验平台,研究了尿流率-膀胱压特性、磁驱动力特性。结果表明：增大阀口开度和阀芯半锥角均能增加尿流率;增大外磁体厚度、减小气隙均能增大磁驱动力;最大尿流率可达28.7 mL/s,符合人体尿动力学规律。     

离合起步用高速开关阀工作特性与驱动方法研究

在普通脉宽调制(PWM)信号驱动下,高速开关电磁阀的开启和关闭时间较长,反应慢,影响了高速开关电磁阀的控制性能。为了进一步提高高速开关阀的控制性能,在分析高速开关阀工作特性的基础上,提出了多路混合驱动方法,缩短了高速开关阀的开启和关闭时间,减小了压力控制时的压力波动,改善了高速开关阀的控制性能。在汽车离合器起步控制中,使用该方法很好地改善了汽车的起步性能,发动机转速比较平稳,从动盘转速增加趋势的波动较小。     

废气涡轮增压汽油机可变配气相位的优化研究

以GT-POWER软件为研究工具,对废气涡轮增压汽油机的配气相位进行优化研究。在不同工况下,分析计算进排气门开启角度。通过控制软件中进排气阀门来改变进排气门开启和关闭角,从而获得了不同转速工况下的最佳值。经过分析优化配气相位后,废气涡轮增压汽油机性能得到了提高。     

升降压型液压软开关变压器变压性能及参数特性分析

基于DC/DC开关变换器中的四开关Buck-boost变换器,引入软开关技术比对设计了四高速开关阀式升/降压型液压软开关变压器.根据反向环流型四开关阀控制方法,设计出同时满足4个高速开关阀实现软开启的启闭时序.在保证惯性管长度满足集总参数模型的前提下,通过建立模型分析液压开关变压器升/降压以及软开关技术在开关变压器中的...     

换向阀启闭特性对流量测量试验的影响分析

针对航空液压泵流量测量系统中换向阀的启闭特性对流量测量准确性影响较大、启闭过程耗时不等造成测量误差等问题,分析了换向阀在测量系统中的工作原理,针对换向阀建立了流量及阀芯的力平衡数学模型。利用AMESim软件建立了系统仿真模型并对其进行仿真研究,得到了不同系统压力和不同转速下,换向阀启闭过程对系统流量测量的影响,为进行现场测试提供了理论依据。同时,对不同型号、不同工况下被试液压泵的大量试验结果与仿真结果进行了比较,发现两者基本一致,试验结果为航空液压泵流量测量系统的设计提供了理论依据以及实际测试数据的支持。     

基于Maxwell电磁阀的开关动态响应研究

针对电磁阀开启和关闭响应时间相互影响的问题,基于Maxwell建立了电磁阀瞬态场三维模型,对影响电磁阀性能的关键因素进行仿真研究。根据力学方程、电路方程和磁路方程搭建了电磁阀运动模型,并分析了电磁阀材料的选择。仿真结果表明,增大弹簧刚度会使电磁阀上升时间和关闭响应时间延长;弹簧预紧力会使开启延迟减少的同时使关闭延迟增大;工作气隙越小的电磁阀开启响应越快且关闭响应减慢;磁感应强度在B-H曲线“膝点”附近会有更好的响应特性。通过仿真分析,为电磁阀设计参数的选择提供了新的思路和解决方案。     

多柱塞阀配流往复式容积泵流量调节策略研究

为实现多柱塞阀配流往复式容积泵的流量调节,提出一种基于进液阀在排液行程内延迟关闭原理的流量调节策略。在未考虑柱塞副泄漏效应及配流阀启闭滞后效应前提下,首先借助柱塞运动规律得到了单柱塞腔无量纲化流量方程,并以此为基础建立了单柱塞腔无量纲化瞬时排出流量与排液阀滞后开启时长间的函数关系;之后,借助多柱塞泵的各个柱塞具有相同曲轴安装角度差的结构特点,得出了三柱塞泵整泵无量纲化流量与各自排液阀滞后开启时长间的函数关系;最后,基于功率平衡原理建立了流量调节策略。该策略的核心内容是以负载压力和电机功率计算得出负载所需流量,然后再解算出排液阀所需滞后开启时长及所对应的曲轴转角。以BRW125/31.5C型三柱塞乳化液泵为原型,基于AMESim软件创建了流量调节仿真模型,仿真结果表明：随着负载压力升高,负载液压缸输入流量逐渐降低;在达到压力调节阈值后,乳化液泵需0.25 s 完成流量调节过程。可为乳化液泵的负载敏感化改进设计及面向液压支架动作过程的稳压供液技术研究提供有益借鉴。