以多路换向阀为研究对象,分析了多路换向阀的工作原理和结构特点,利用压力-流量方程、孔道流量连续性方程及阀芯力平衡方程建立了多路换向阀的状态方程,并运用Matlab/Simulink软件,选择四阶龙格-库塔算法对其进行了动、静态性能仿真分析。基于闭心式负载传感液压系统试验平台,对多路换向阀进行了试验研究,试验结果表明整个液压系统的压力损失在1.5 MPa左右,负载压力阶跃变化时,多路换向阀可实现负载补偿功能;手动换向阀芯位移阶跃变化时,多路换向阀内压力冲击小、响应特性好;系统流量仅与多路换向阀调速节流口开度大小有关,不受负载变化影响,调速性能良好,满足重型拖拉机电液悬挂系统对多路换向阀的性能要求。

研究一种采用高速电磁开关阀组实现数字式配流的液压马达。首先分析该数字配流式液压马达的运行机理与结构特点;接着在柱塞运动学分析的基础上,根据配流过程分区间建立了其逆时针和顺时针旋转的数学模型,分析了两个方向旋转模型之间的差异。针对所提出的模型进行了仿真,并在此基础上研究了数字配流式液压马达转向切换过程的特性。初步讨论了高速开关阀的开关频率对液压马达性能的影响,并将该马达与传统液压马达进行了对比。通过样机试验,证明了仿真结果的正确性和有效性。

研究了3种具有代表性结构特征节流阀口的静态流动特性。采用流场仿真分析了阀口处的压降分布特性,并描述了节流面位置随开度的变化过程。推导了阀口过流面积公式,分析了3种节流阀口的节流特征。从流量-压差特性出发,结合试验研究和理论分析,推导出了流量系数与雷诺数的数学关系式,得到了流量系数稳定值Cdst,并探讨了流量系数随开度的变化规律。在理论计算值和试验结果相互吻合的基础上,进一步研究了阀口稳态液动力和节流刚度特性,并利用试验测量结果验证了其正确性。研究表明球形槽的通流能力强,初始段流量系数大,适用于需要快速建立系统压力的情况;三角形槽节流刚性足,流量增益平稳,适用于需要精确控制的场合;渐扩U形槽既能保证启闭时的灵敏性,也能满足运行的平稳性。

2D伺服阀基于螺旋伺服的原理将先导级和功率级集成在阀芯上,具有功率密度高和响应速度快的特点,其动态特性易受先导级节流口的影响。本文对弓形和矩形两种先导级结构的2D伺服阀动态特性及其结构参数对动态特性的影响进行研究。首先,阐述2D伺服阀的结构及工作原理,分别建立弓形和矩形先导级结构2D伺服阀的数学模型;然后,采用数值计算的方法对两种先导级结构2D伺服阀进行仿真分析,获得两者在不同结构参数(斜槽角β、先导级零位开口量h 0)和不同工作压力p s下的阶跃响应特性;最后,搭建2D伺服阀的阶跃特性实验平台,获得弓形和矩形两种先导级结构2D伺服阀的阶跃特性实验曲线,并与仿真结果进行比较。结果表明,在相同结构参数(斜槽角β为82°、先导级零位开口量h0为0.02mm)和20MPa工作压力条件下,2D伺服阀采用矩形先导级结构将阀芯轴向位移对阀芯转...

针对传统结构分析方法效率过低且难以得到完备结果的现状,将机器人机构学理论与现代计算机技术相结合,提出了机器人机构拓扑结构的数字建模方法,并给出方位特征集自动生成算法及流程。首先,提出拓扑结构组成要素的数学描述方法以及相应的数据结构,得到机器人拓扑结构的数字模型。然后,在揭示出方位特征集本质内涵的基础上,利用线性相关性理论制定相应的运算规则,进而提出方位特征集的自动生成算法和流程。最后,结合具体实例验证了上述数字建模方法和方位特征集自动生成算法的有效性。

对JET750G1型射流式离心泵内场噪声进行数值计算及试验,分析该泵过流部件诱发的流动噪声和流激噪声特性。采用大涡模拟法进行不同工况的非定常数值计算,输出各过流部件表面的压力脉动作为偶极子声源。运用声学有限元方法预测流动噪声;运用声学有限元耦合结构有限元方法预测流激噪声。搭建射流式离心泵内场噪声测试系统,用水听器对泵出口的流体动力噪声进行测试,获得噪声的时域和频域信息。分析结果表明：噪声在轴频和叶频处计算和试验测试误差在4%以内;叶轮和导叶的动静干涉以及流体和结构的共振均是诱发射流式离心泵内场噪声的重要因素,过流部件自身的结构特性对内场噪声有一定影响;流动噪声整体大于流激噪声,表明内场噪声主要由流体的压力脉动特性决定;叶轮旋转偶极子声源诱发的内场噪声在轴频（47.5 Hz）处达到180 d B左右,在射...

微操作系统中柔顺微夹持机构作为执行端是完成微操作的关键部件。提出了一种新型柔顺微夹持机构,利用虚功原理建立了该微夹持机构的伪刚体模型,推导了微夹持机构的位移方程,得到了该微夹持机构的输入位移与输出位移以及驱动力与输出位移关系。建立了该微夹持机构的三维模型,并在ANSYS软件中进行仿真,将仿真结果与理论结果进行比较,验证理论模型的准确性。最终加工了该微夹持机构并进行了实验,将实验数据与理论值、仿真值进行对比,进一步验证了理论模型的准确性。

为了提高个性化定制产品进化效率,提出了一种在相似实例等距布种的基础上进行等位基因多样化阈值控制的优势种群产生策略。阐述了个性化定制产品优势种群的特征,认为精英个体应同时具有定制需求宏观上的相似性和种群基因微观上的多样性两大特征。在产品基因建模的基础上,采用夹角余弦作为聚类统计量,提取具有相似定制基因组的历史实例作为优势种群的初始解;基于加权的闵科夫斯基距离,对初始解成员进行等距采样,形成差异化精英个体候选队列,以实现种群的均匀布种;采用杰卡德距离度量候选个体承载的基因组与当前初始基因库两者间差异度,提出了等位基因阈值矩阵,构建了多样化等位基因生成算法。给出了产品适应度评价函数,基于评价反馈对优势度低的初始种群进行改进。以桥式起重机为例,对提出的策略进行了验证。实验结果表明,该...

为了研究立式管道泵内部声场特性,减少管道泵运行时的噪声,基于CFD＋Lighthill声类比理论对管道泵内部流场与声场进行仿真求解,并借鉴猫头鹰羽毛端部锯齿结构进行仿生优化,以期达到降噪目标。针对0.8Qd、Qd及1.2Qd3个运行工况,选用RNG k-ε模型分别对立式管道泵进行非定常数值模拟,获得3个工况下管道泵内部压力脉动数据。提取非定常计算所得的脉动力,导入声学软件LMS Virtual.lab中进行声场计算,得到各工况下管道泵进、出口声压级、泵体内部的声压分布及主要噪声源分布。结果表明：管道泵内部流动诱导噪声与压力脉动密切相关,主要是由叶轮与泵体的动静干涉引起,其频率特性与压力脉动相似,声压分布集中在轴频、叶频及其倍频,叶频时声压级最大。流量越大,管道泵进、出口声压级越大。基于仿生学原理,参考猫头鹰体表覆羽样本利用相似准则设计仿生...

针对往复泵因配流单向阀运动不稳定和关闭不及时导致的计量精度不高等问题,设计了一种采用泵控式计量的轻型商用车用高精度隔膜计量泵。阐述了隔膜计量泵的结构及其工作原理,并借助AMESim仿真平台对隔膜计量泵进行了动态模拟,分析了进口单向阀阀芯的响应特性。对进口单向阀的结构进行了优化,在满足阀口最小开度的前提下,通过机械限位限制阀芯的最大开启量x（max）,降低了阀芯关闭时间和尿素液回流对输出流量的影响。最后,搭建了隔膜计量泵性能试验系统。在额定喷射压力2 MPa时,测得隔膜计量泵单次排量为0.09 mL;经结构优化后的隔膜计量泵计量精度由±5%提高至±3%;在150-420 r/min时,喷射尿素液流量可在13.5-40 mL/min范围内调节,且最大流量为2.26 L/h,能够满足轻型商用车SCR系统在不同工况下的尿素液需求。