本文用“状态方程法”辅以Longe-Kutla数字积分法求解微分方程组,成功地进行了液压减震筒这类非线性不连续系统的时域分析。

搭建并优化了密封动力特性系数实验识别装置,应用阻抗法对梳齿密封动力特性系数开展实验识别,研究转速、进口压力和涡动频率对密封动力特性系数的影响。应用基于微元理论的密封动力特性系数识别方法对密封动力学特性进行了数值计算分析,与实验结果进行对比分析。结果表明实验识别梳齿密封动力特性系数整体上略高于数值计算结果,但趋势上吻合良好,特别是表征系统稳定性的密封有效阻尼系数,数值与实验具有良好的一致性。梳齿密封动力特性系数在转子低频(<;100 Hz)涡动时存在一定的频率依赖性,高频(>100 Hz)时阻尼系数的频率依赖性较弱。实验和数值模拟均表明,相较于转速,压比的变化对密封有效阻尼系数的影响更大。

为探究动叶上游不同轮缘密封结构封严出流对1.5级涡轮端区流场及轮缘密封间流动干扰的影响区别,通过Shear Stress Transport(SST)湍流模型对无密封腔室,上游密封结构分别为简单斜向、简单径向,下游密封腔室为简单轴向的1.5级涡轮进行了非定常数值模拟。结果表明轮缘密封间干扰使带径向密封结构模型的下游轮缘腔室内封严效率偏低,并增强了固有的非定常不稳定特性。上游密封结构变化对动叶和第2级静叶流动的影响差异分别位于35%、65%叶高范围内;径向密封结构增加了上游静叶的堵塞效应、动叶入口气流的欠偏转程度、叶根吸力面负荷与14%叶高以上的轮毂通道涡强度,并在第2级静叶入口处产生更多低频压力波动,使其尾缘脱落涡尺度增大但13%叶高以上的轮毂通道涡强度较弱。与无密封腔室相比,通入封严气体总量为主流流量的0.8%时,带斜向密封结构的1.5...

再入式飞行器控制面及冲压发动机主要运用动密封结构进行密封,斜圈弹簧作为动密封结构的回弹性元件,采用Inconel X-750时效强化的Ni基合金制成,为动密封结构提供回弹力以补偿间隙变化,是影响动密封性能的一项重要因素。为研究斜圈弹簧的变形行为及回弹力,先通过参数方程对斜圈弹簧进行参数化建模,而后基于ANSYS有限元分析软件对斜圈弹簧进行结构静力学的模拟计算,讨论斜圈弹簧各结构参数对斜圈弹簧回弹力的影响。通过有限元模拟分析的结果与常温测试实验结果进行对比,两者之间回弹力-压缩量曲线基本一致,证明有限元模拟分析是可靠的。模拟结果表明,斜圈弹簧在压缩弹簧高度50%的压缩过程中,增加斜圈弹簧的高度、宽度及倾斜程度,斜圈弹簧的回弹力表现出降低的趋势;增加节距和线径可使回弹力增加,且线径与回弹力表现为高阶非线性关系;...

刷式密封刷丝与转子表面高速接触摩擦产生的摩擦热效应直接影响刷式密封封严性能和使用寿命。基于刷丝-转子系统热固耦合方法建立了刷式密封摩擦热效应数值求解模型,设计搭建了刷式密封摩擦热效应实验装置,应用热成像仪实验研究了刷丝温度分布特性,在实验验证刷丝-转子系统热固耦合数值求解模型准确性基础上,研究了转速、干涉量、刷丝安装角、摩擦时长、刷丝束厚度、后挡板长度对刷式密封摩擦热效应的影响。研究结果表明刷式密封刷丝温度数值计算与实验测量平均误差为8.9%,建立的刷丝-转子系统热固耦合模型具有较高准确性。实验研究得出刷式密封最高温度随刷丝束厚度增大逐渐增大;刷丝束最高温度随着后挡板长度减小而逐渐降低;最高温度随干涉量的增大逐渐增大,0.4 mm相较于0.3 mm干涉量最高温度升高了59.0℃,随着摩擦时长增大,刷...

针对高速轴向柱塞泵容易发生空化,且目前空化故障诊断方法存在依赖手工特征提取、鲁棒性不高的问题,提出了一种基于长短时记忆(LSTM)和一维卷积神经网络(1D-CNN)相结合的空化故障诊断方法。搭建了柱塞泵故障实验台,采集柱塞泵在不同空化等级下的壳体振动信号。利用LSTM和1D-CNN搭建的分类模型对不同进口压力情况下的振动信号进行空化等级识别。实验结果表明:提出的方法能够准确地识别出4类不同的空化等级,准确率高达99.5%,同时在不附加降噪方法的情况下,具有良好的鲁棒性,在0dB信噪比的情况下,识别准确率高达87.3%。

作为飞控系统的关键部件之一,电液伺服阀的特性与可靠性直接关乎飞行性能与安全。直驱阀因构造简单、抗污染能力强、输出功率大等突出优势成为近年来的研究热点。针对一种新型双系统直驱伺服阀的阀芯振荡问题,认为阀口空化引起阀腔凸肩面压力脉动是阀芯振荡的主导因素。基于气液两相数值模拟研究了近阀口空化与压力分布特征,揭示了空化与阀芯振荡的机理;建立了双阀芯的动力学模型,典型工况下阀芯所受流体力和位移振荡仿真结果与实验数据基本吻合,验证了所提方法的可靠性。结果表明,阀杆长径比与阀口节流级数对阀芯振荡有较大影响。回油腔阀杆长径比减小18%,可使振荡幅值削减约67%,为抑制双系统直驱伺服阀振荡提供了理论参考。

为实现冲击液压成形下LY12铝合金薄壁深腔构件的一道次成形,采用响应面法结合冲击液压成形实验进行成形中的工艺参数优化研究。以减薄率和贴模率为响应量,压边力和冲击压力为优化变量,建立响应量与优化变量间的响应模型。选择中心复合设计法进行实验设计,通过Design Expert 12软件设计实验方案,分别建立关于减薄率的一阶响应模型和关于贴模率的二阶响应模型。优化结果表明当压边力为1.443MPa、冲击压力为12.594MPa时可满足减薄率和贴模率优化条件。通过验证实验得到的筒形件其减薄率和贴模率与预测值相对误差不超过5%。研究结果表明建立的响应面模型准确性和预测性良好,采用优化后的工艺参数成形的筒形件满足减薄率和贴模率要求。

航空发动机导叶控制机构液压作动筒在高速、高温、变载荷等条件下发生故障时,会导致液压作动筒工作状态受限,引起系统实际的物理参数发生突变,进一步加剧了系统的参数不确定性以及未建模干扰,从而恶化整个系统的位置跟踪精度,严重时使航空发动机失稳。为提高航空发动机导叶控制机构液压作动筒在故障发生时的控制性能与容错能力,提出了一种积分鲁棒自适应主动容错控制策略。为减小参数不确定性,提出了一种基于参数估计误差与跟踪误差的复合参数自适应律,不仅可以实现参数的快速收敛,还提高了系统的主动容错能力。为消除参数不确定性与抵抗外干扰,利用积分鲁棒反馈思想发展了一种积分鲁棒自适应主动容错控制,进一步增强了液压作动筒的容错能力与位置跟踪能力。基于Lyapunov理论,证明了该主动容错控制策略在外干扰下能实现系统位...

航空液压泵寿命长且寿命期大多在外场使用阶段,仅使用内场试验数据无法得到准确的寿命估计指标。而液压泵外场使用观测数据具有多种不确定性,且与内场施加的载荷谱不一致,亟需寻找有效的信息融合方法将内外场数据进行有效利用,以实现精准的液压泵寿命估计。本文提出失效物理与外场数据调制融合的寿命估计方法,通过构建混合润滑多场耦合液压泵失效物理模型,将其性能退化用随机过程描述;采集外场动态测试数据,用粒子滤波将动态外场数据调制更新到物理退化过程,基于最优重要性粒子采样消除外场观测数据的不确定性影响,通过正则变换重采样解决样本粒子枯竭问题,将失效物理与外场数据有机融合实现航空液压泵准确的寿命估计。试验结果表明本文提出的方法能够有效提高航空液压泵的寿命估计准确度。