液压轴向柱塞泵容积效率可靠性灵敏度分析

为提高液压轴向柱塞泵可靠性及其性能,研究轴向柱塞泵主要性能指标之一容积效率的可靠性分析方法. 对单个柱塞间隙瞬时泄漏流量进行全面分析,推导出缸体位于任一瞬时角处的柱塞泵泄漏流量和容积效率;结合随机摄动理论、四阶矩技术等建立了轴向柱塞泵容积效率可靠性及可靠性灵敏度分析方法,并用Monte Carlo方法验证了文中所提可靠度分析方法的准确性和合理性. 分析结果表明:液压轴向柱塞泵可靠度随缸体转角周期性波动,当柱塞通过上止点时其可靠度最低,柱塞个数为9时可靠度波动相对较大,但其整体可靠度水平高于8个柱塞;各运动副间隙中滑靴与斜盘和缸体与配流盘之间间隙对可靠度影响较大,柱塞与柱塞腔和滑靴与柱塞球铰接副之间间隙对可靠度影响相对较小. 本文所提方法为轴向柱塞泵在研发设计、工艺及质量控制等环节提供了理论参考.     

轴向柱塞液压电机泵内部流场的分析

提出了一种新型的轴向柱塞液压电机泵,简要介绍了其结构和特点。运用计算流体动力学的方法对轴向柱塞液压电机泵内部流场进行数值计算与分析。主要分析了在转子转速不同情况以及转子转过不同角度时流道内的压力、速度等分布情况;研究结果表明,随着转子转速的增大,柱塞腔内的压力明显减小,但压力损失有所增加,因此在设计时该泵的转速不宜选取过高。通过对流场的对比分析能够判断流道设计的是否合理从而为流道结构的优化设计提供有效参考。     

轴向柱塞泵流量脉动的研究

对轴向柱塞泵流量脉动进行了分析研究，通过对流量方程进行傅立叶变换，求得流量方程的另一种表达式，即泵的流量可以分成常量部分以及脉动部分，同时对脉动部分的各次谐波幅值进行了研究和讨论，得出了在系统中加阻尼后，能起到阻容滤波的作用，在一定程度上减小了压力脉动的幅值。     

开闭路式泵滑靴底面动态仿真及试验

为了准确获得滑靴底面水膜特性,综合考虑了滑靴的倾覆姿态与磨损形貌,分析了滑靴的受力/力矩情况,基于Matlab软件实现了滑靴副动压水膜的精确求解.结果表明：当柱塞腔压力一定时,滑靴底面膜厚随转速增加而增大,在高压区3点膜厚相差很小,在低压区滑靴存在明显倾斜;在距上死点120°时,转速对滑靴底面压力场影响不大,在距上死点240°时,滑靴底面动压效应随转速增大显著增强.当转速一定时,滑靴底面膜厚和倾斜程度随柱塞腔压力增加而逐渐减小;在距上死点120°时,滑靴底面峰值压力随柱塞腔压力增大而增大,在距上死点240°时,滑靴底面压力随柱塞腔压力增大略有增加.滑靴的中心膜厚和最小膜厚随缸体转速的增加而增大,随柱塞腔压力升高而不断减小,但减小幅度逐渐放缓.该分析可以为水压轴向柱塞泵/马达滑靴副的设计和优化提供指导和借鉴.

     

柱塞泵阻尼槽噪声特性研究

提出了一种研究液压动力元件中阻尼槽噪声特性的新方法，通过把柱塞泵配流盘上的阻尼槽映射到滑阀上，隔离其他噪声源，对阻尼槽的气穴噪声特性进行单独研究。对两种典型阻尼槽（V形槽和U形槽）进行了压力分布测量、流场仿真及噪声信号测量，分析了阻尼槽结构、压力分布和噪声之间的内在规律。研究发现，配流盘吸油槽侧的渐扩形阻尼槽（V型槽）容易导致在柱塞腔卸压时出现气泡析出，诱发严重的气穴噪声，而具有等截面的阻尼槽 （U型槽）压力回升快速，可以显著抑制气泡析出。     

轴向柱塞泵端面开槽配流副动压支撑特性

针对轴向柱塞泵配流副容易出现磨损的问题,为改善其润滑特性,研究轴向柱塞泵配流副配流端面开槽对其动压支撑特性的影响.建立并分析配流副动压支撑特性的数学模型,根据流量守恒定理,利用有限体积法对矢量形式的雷诺方程进行数值离散,分析配流端面开槽后动压分布规律以及支撑作用效果,得到全膜润滑状态下摩擦因数的变化规律,并建立了配流副实验台进行实验验证.结果表明:在一定条件下,配流端面辅助支撑带开槽对配流副动压支撑性能起正效果,并且随着开槽数目的增加,配流副动压支撑性能改善;存在一个在配流端面开槽与未开槽结构形式下支撑特性相同的特征倾斜角;在特定的缸体倾斜角下,可以选择相应开槽深度,即在该槽深的"特征倾斜角"大于该缸体倾角,配流端面辅助支撑带开槽可以改善配流副动压支撑性能.     

基于电液反馈的轴向柱塞机械润滑试验系统

针对不同润滑介质轴向柱塞机械关键摩擦副润滑特性,研制了运用电液控制技术控制油膜形态的试验系统.介绍了该系统基于膜厚反馈控制的配流副装置试验原理及其组成.结合配流副润滑理论模型,指出评价润滑性能的主要参数及其关系,仿真计算了伺服阀对油膜厚度控制的响应特性.配流副油膜平衡过程中反馈调节特性的模拟试验与该理论结果进行了对比分析.油润滑条件下,摩擦副间隙对泄漏流量影响显著.试验系统的膜厚动态反馈性能稳定,比例伺服阀频响对其影响较大,随着初始平衡厚度值的不同而不同,该控制方法可用于润滑膜试验系统的设计.     

喷水织机水泵柱塞的模糊优化设计

以日本津田驹ZW-100喷水织机为例,在介绍喷水织机的工作原理的基础上,对喷水织机的水泵柱塞进行了普通优化设计和模糊优化设计.通过对优化结果的对比分析,得出了采用模糊优化设计优于普通优化设计的结论.     

球活塞式液压泵锥形配流副自适应润滑特性

在广泛应用于液压泵中的端面配流和轴配流的基础上,提出一种应用于球塞泵中的锥形配流方式,对受到冲击载荷的工作状态下配流轴的动态变化规律进行研究.根据其结构原理推导出润滑模型,对配流轴进行受力分析,建立关于配流轴的在轴向和径向两个自由度的动力学模型.通过对动力学方程的数值求解,得到配流轴位置随冲击载荷的变化规律,发现配流轴相对缸体的偏心率以及配流间隙经过波动后能够在较短时间内建立新的平衡状态.配流轴这种不依靠外力由震荡恢复稳定的能力体现了自适应的润滑特性,保证了球塞泵工作的可靠性.     

离心泵泵腔内压力分布的实验研究

将泵腔内的液体流动简化为理想液体，利用Navier-Stokes方程建立了泵腔内压力的计算方程式，并应用离心泵欧拉方程式求解泵腔内压力计算方程式.通过对实验值与理论计算值的比较，得出了一些有益的结论：靠近密封环处，计算结果先小于实测值，后大于实测值；在外径处计算结果一直大于实测值；在大流量时计算结果和实测值几乎平衡.     

圆盘缝隙的平面配流副压力分布模型与解析

为了获得平面配流机构的压力分布特征,根据轴向柱塞泵配流机构的实际工况,基于二维圆盘缝隙流动的Reynolds方程推导了柱面坐标下各密封带任一点的压力计算模型,引入牛顿-拉弗森法迭代和根据边界积分2种求解方法,并在密封带流场域内计算内、外密封区的压力分布.结果表明,对内外半径比rext/rint小于1.5的圆环密封区,压力分布位于整个曲线的线性段而随半径呈近似线性关系,处于这一区间分析时可作简化,半径比大时非线性关系不可忽略.模型的解析与迭代2种算法均适用于中低压的窄密封带压力分布计算,且迭代法简单、收敛快,而对高压及宽密封带(内外半径比大)前者更为准确.     

潜油螺杆泵采油系统设计与应用技术分析

潜油螺杆泵采油技术在某些方面具有其他人工举升技术不可比拟的优点，特别适合于我国渤海湾一带粘油区、海上平台的采油作业，但这项技术在我国实际开发应用的时间还比较短，人们对这项技术的了解还不够深入，很多单项技术还有待于更多的人去关注和研究.介绍了潜油螺杆泵采油系统的结构，总结了该项采油技术与其他常用采油技术相比较的特点，系统地阐述了国内外的发展状况，分析了以往投入生产试运行时系统失效的原因并提出了相应的解决办法，最后探讨了系统设计技术的发展趋势.     

Investigations of high-frequency induction hardening process for piston rod of shock absorber

The microhardness of piston rods treated with different induction hardening processes was tested. The experimental results reveal that the depth of the hardened zone is proportional to the ratio of the moving speed of the piston rod to the output power of the induction generator. This result is proved correct through the Finite Element Method (FEM) simulation of the thermal field of induction heating. From tensile and impact tests, an optimized high frequency induction hardening process for piston rods has been obtained, where the output power was 82%x80 kW and the moving speed of workpiece was 5364 mm/min. The piston rods, treated by the opfirniTed high frequency induction hardening process, show the best comprehensive mechanical performance.     

数字控制径向柱塞泵整体方案的研究

以径向柱塞泵为研究对象,分析了数字化控制变量径向柱塞泵的数字化控制实现途径,对总体方案进行了详细的分析,提出并讨论了基于位移力矩反馈式排量控制的实现原理和方案,并设计了样机,进行了实验研究和分析,对数字控制变量泵的工程化提出了较好的解决方案,具有较好的工程应用价值。     

均匀流场中含自由液面的陷落腔压力分布数值研究

在有自由液面的情况下,针对横剖面为圆形和方形的陷落腔模型,在均匀流场条件下的水动力数值实验研究,取得了腔体壁面的流体定常压力和脉动压力的实验数据．利用计算流体力学软件CFX对有自由液面的陷落腔内液体的晃荡现象和压力分布进行了数值计算,分析了模型所受的定常压力随傅汝德数和腔体形状的变化趋势,在脉动力分析中利用随机过程的理论,并讨论了晃荡现象对压力分布的影响．     

活塞环用钢6Cr13Mo异型截面轧制的显式动力学有限元分析

对活塞环用钢6Cr13Mo的成型过程建立了数学模型,并采用大型通用显式动力有限元分析软件AN SYS/LS_DYNA模拟了异型截面轧制的整个过程,所计算的变形情况与实际变形相符,证明显式动力有限元分析方法可有效地应用于活塞环用型钢的轧制分析.     

基于超磁致伸缩材料的活塞异形销孔加工原理研究

利用超磁致伸缩材料的特性控制刀杆弯曲变形,提出了一种加工活塞异形销孔的新方法.通过理论分析导出了线圈控制电流与超磁致伸缩刀杆变形量之间关系的数学模型.在此基础上,进行了超磁致伸缩刀杆变形性能试验,获得了镗刀切削半径增量与线圈控制电流之间的关系曲线,验证了超磁致伸缩刀杆的可控性和稳定性.然后研制了活塞异形销孔加工控制系统,包括主控、位移检测、热变形补偿温度检测和恒流源驱动等功能模块.基于此原理开发的活塞异形销孔设备达到微米级加工精度.     

恒压下树脂在双尺度多孔介质中的流动模拟

液体复合材料成型（LCM）工艺过程中存在半饱和区域现象,通过控制体有限元法来模拟恒压下树脂在双尺度多孔介质中的流动特征。从模拟得到：树脂在双尺度多孔介质中的流动过程中,不同时段有不同的流动特征;在半饱和流动前沿处,压力梯度产生明显的变化;在不同的压力下,流动前沿达到同一处时压力分布的规律。     

物流配送中心车辆调度模型与遗传算法设计

对带时间约束的物流配送中心车辆调度问题，采用混合整数规划方法进行建模，分析了该模型用精确算法进行求解的复杂性，指出对实际问题若完全采用精确算法求解往往达不到实时响应的要求，提出了遗传算法与启发式算法相结合的求解方法，将该问题分解为车辆分配和单一车辆路线安排两个相互关联的子问题进行求解，仿真结果表明，该算法是很有效的。     

基于有限元法深弯辊与压卷辊小车结构优化设计

针对深弯辊与压卷辊小车结构在实际生产中出现应力、应变偏大问题,以小车整个机构为研究对象,通过有限元法,对其进行分析、计算,寻找出问题所在,并在此基础上,对其结构进行优化设计,提出了一种合理的解决方案,达到了小车的设计和使用要求。