高压胶管总成扣压量控制方法研究

　　高压胶管总成是液压系统中的基础元件,它的可靠性对整个液压系统的稳定性和可靠性有着至关重要的影响。高压胶管是几种常见的失效形式有:高压胶管总成扣压处泄漏或拔脱、胶管爆裂、扣压金属管爆裂、高压胶管鼓包、剥皮等[1]。高压胶管的失效除胶管本身质量外,扣压量是否合理直接关系到胶管总成接头的整体性能。实践及实验证实,高压胶管总成扣压处泄漏或拔脱的失效形式占总失效形式的20%左右,因此,准确控制扣压量,是提高胶管接头质量的关键[2]。本文从量纲分析法入手,对高压胶管总成进行量纲分析,通过分析进一步证实扣压量对胶管总成综合性能的影响起决定性的作用,在此基础上,利用复合材料力学对高压胶管总成进行力学分析,最终建立扣压量和扣压力之间的关系,进而得到一种扣压量的精确控制方法。

　　1 高压胶管总成量纲分析

　　量纲分析是分析和研究问题的有力手段和方法,它可以有效剔除不必要因素的影响,大大减少实验量,采用量纲分析法可以更有效的解决实际问题。其基本原理是:描述某物理或者化学现象的各变量之间的数学表达式必须是量纲一致的,即该数学表达式中的各项必定有相同的量纲。在对该过程的基本物理内涵进行中肯分析的基础上,得出合理的模型进行实验,得到所需正确结论。

　　1.1 确定目标函数

　　根据对高压胶管总成的分析,确定该物理过程的控制参数并对其进行合理优化,其物理过程的控制参数主要有:

　　目标参数:抗拔脱力8;

　　几何参数:胶管内径d₁,增强层内径d₂,增强层外径d₃,胶管外径d₄,接头套筒外径d₅,扣压量D,扣压长度l,增强层厚度ε;

　　材料参数:橡胶层的弹性常数(E v)1,钢丝增强层弹性常数(E v)₂,铜套接头弹性常数(E v)₃,橡胶层密度ρ₁,增强层密度ρ₂,铜套接头密度ρ₃,材料屈服极限Y;

　　过程相关参数:扣压力p。

　　根据对扣压物理过程的研究分析,其中几何参数d₁、d₂、d₃、d₄、d₅的变化主要由扣压量δ引起,故在该过程中的影响可由扣压量δ来体现。因高压胶管的材料比重ρgh/Yn1,故在此过程中可以忽略。引入中间变量[3]:E*=g(E₁,E₂,E₃,k),在忽略材料泊松比v的影响下,选取扣压量δ,扣压长度l,增强层厚度ε,杨氏模量E*,材料屈服极限Y及扣压力p6个控制参数,确定其目标函数为:

　　可以写为更一般的形式:

　　1.2 量纲分析建模