桥臂类零件的毛坯为异形铸件,因其装夹定位需花费大量时间进行调整装夹,导致该零件加工效率低、劳动强度大、成品合格率不高,针对这一问题,通过对桥臂零件的图纸和加工工艺进行分析,对专用夹具的机械结构进行了设计。利用液压夹具夹紧稳定、操作简单的特点,对夹具的液压控制系统进行了设计;为了减少劳动强度,实现智能化生产,采用数控机床生产与物料控制(PMC)程序对夹具进行了控制,通过对控制信号的地址分配、PMC程序编制等,达到了桥臂类零件智能化生产的目的。研究结果表明该夹具在生产效率、加工质量上具有较为显著的效果;能够实现快速、准确地装夹定位,装夹效率提升3倍,且产品加工质量稳定。

针对传统汽车起重机变幅液压缸位置控制性能不佳的问题,以某型汽车起重机为例,对其变幅液压缸位置控制系统进行了仿真分析和试验研究。将汽车起重机常用的电磁换向阀换成控制精度更高的比例换向阀,对变幅液压缸位置控制系统进行了改进;在建立系统数学模型基础上,分别采用Ziegler-Nichols算法、蚁群算法和果蝇算法对PID参数进行了优化,并对加入不同PID参数的系统控制性能进行了仿真分析;最后搭建了试验平台,对系统控制性能进行了测试,通过分析试验数据对仿真结果进行了验证。研究结果表明加入蚁群算法优化的PID参数后,系统控制性能优于加入其他两种算法优化PID参数后的系统,其更能满足汽车起重机对于变幅液压缸控制性能的要求。

采用流体仿真软件对多路换向阀的桥路进行流场仿真,并通过速度场和压力场的对比,指出了多路阀桥路流道结构的优化方向和优化结果。仿真结果表明,在桥路结构转折处采用圆弧过渡,能够大大减少压力损失、平缓流场,为液压元件流道结构设计提供了一种工程设计的新途径,具有广阔的应用前景。

针对伺服阀自激噪声产生机理的问题,对伺服阀力矩马达的振动特性进行了研究,给出了一种双喷嘴挡板伺服阀力矩马达的结构及工作原理。基于结构力学基本原理,建立了该双喷嘴挡板伺服阀力矩马达衔铁挡板组件的振动特性有限元分析数学模型;采用有限元分析方法,对伺服阀力矩马达衔铁挡板组件进行了模态分析,计算了前7阶振型下衔铁挡板组件的固有频率,并通过谐响应分析得到了衔铁挡板组件在电磁力作用下的响应曲线。研究结果表明衔铁和反馈杆是伺服阀力矩马达产生振动的关键部位,其在工作平面内的振动对伺服阀的工作性能影响最大,同时衔铁挡板组件的谐振峰值主要集中在低频范围内;通过谐响应分析给出了一种计算谐振振幅的方法,为伺服阀的性能改善及结构的优化提供了理论参考。

本文研究了主动缓冲系统中阀控非对称液压缸的机理及动态模型,提出了一种以阀控非对称液压缸为主体的主动缓冲系统的设计方案.

针对负载敏感泵压力偏差较大与稳定性差的问题,基于Pro/E、ADAMS以及AMESim专业仿真软件建立了负载敏感液压泵的虚拟样机。通过理论分析与仿真,提出了负载敏感液压泵变量机构控制系统中阻尼孔和容腔的参数匹配方法,基于该方法对56 cc/r的负载敏感液压泵进行了优化,得到了较好的阻尼孔和容腔的匹配效果。最后,通过试验验证了仿真分析的正确性。研究结果表明,参数优化后的负载敏感液压泵具有较好的稳定性,降低了恒压控制的压力偏差以及压力波动。

针对浮环密封容易因密封气压力的扰动导致性能不稳定,从而发生故障以致设备停产的问题,对受压力扰动下的浮环瞬态密封稳定性和上浮稳定性进行了研究。采用UDF编程以及Fluent软件,建立了浮环密封气膜瞬态研究模型;通过提取稳态运行时的结果,设定受扰瞬态模拟的初始值,采取调整时间步长的方法使迭代计算结果收敛,同时对比和分析了不同精度网格模拟结果验证其无关性;并进一步地研究了正弦压力扰动下浮环瞬态密封性能及瞬态上浮性能的变化规律,通过分析不同结构参数大小的浮环受扰结果,探究了浮环间隙及节流长度与瞬态稳定性的内在联系。研究结果表明:在正弦压力扰动下,浮环间隙越大瞬态密封稳定性能越差,间隙为0.013 mm时,密封受扰瞬态稳定性最好;浮环节流长度增加,压力扰动下的瞬态泄漏量波动会减小,而瞬态上浮力波动会增大,但当节流...

为解决磁流变阻尼器的Bingham模型在拟合阻尼力-位移关系时"具有较高精度,但是无法准确描述阻尼力-速度的滞后"的问题,基于传统Bingham模型进行了改进,应用分数阶微分形式的Bingham模型,更加准确地拟合了速度-阻尼力的滞回特性。在改进的模型中以分数阶导数代替了传统模型中位移的一阶导数,既能够描述磁流变液屈服后的粘性剪切流动,又包含磁流变液体在低剪切速率下未屈服时的弹性变形。对一种磁流变阻尼器进行了实验,比较传统Bingham模型和改进分数阶模型阻尼力-位移和阻尼力-速度拟合的精度,分析分数阶微分项阶数与控制电流及阻尼力-速度滞后特性的关系。实验结果表明,分数阶微分形式的Bingham模型拟合磁流变阻尼器力-位移和力-速度关系,其精度均较传统Bingham模型有明显提高。

为确保使产品具有良好的维修性,针对现有拆卸序列规划方法存在无法高效得到最优解,甚至得不到最优解的问题,对拆卸序列规划问题特征进行了研究。确定了适用于拆卸任务排序的编码规则,设计了一种分层次的拆卸优先图,用分层次约束矩阵保证了拆卸中的优先约束,建立了随机序列合规化处理方法;定义了适用于此问题的遗传算法交叉算子和变异算子,结合全局搜索能力较好的遗传算法与局部搜索能力较好的粒子群算法,提出了适用于拆卸序列规划的遗传-粒子群算法;最后,以液压泵为例,建立了其拆卸模型,在MATLAB软件上进行了算例验证,并与文献中不同算法对此问题的求解结果进行了对比和分析。研究结果表明:此算法最优解适应度、得到最优解的迭代次数及运行时间均低于以往算法,即可以更加高效得出适应度值更优的拆卸序列,显示其有效性及优越性。

针对传统水闸无法实现渠道自动清污和清淤的问题,提出了一种集拦污栅、清淤器和液压伺服控制系统于一体的清污水闸。首先,利用SolidWorks软件设计了一体化清污水闸的三维机械结构,并对其清淤、清污动作进行了模拟仿真;然后,对其核心受力部件液压缸进行了受力分析,通过ANSYS Workbench软件对液压缸和底座进行了校核测试,并分析了液压缸和伺服电机的选型过程和方法;最后,利用MATLAB软件对液压伺服测试平台模型进行了仿真,得到了系统的动态性能曲线,并对比分析了PID控制和非PID控制系统的响应情况。研究结果表明:一体化清污水闸不仅能实现清污和清淤功能,而且符合受力和校核要求;同时,采用PID算法能在0.38 s左右使系统达到稳定,且稳态误差趋向于0,可保证拦污栅和清淤器快速准确定位,满足农业灌区渠道的无人化管理需求。