基于纯水液压水辅助注射成型设备,将水辅成型技术与传统注塑行业结合起来,以自行车前叉为模具,成型自行车前叉制件。主要从制件水穿透长度、中空率及残余壁厚等方面对试验结果进行分析,结果表明,在适当注塑工艺参数条件下,水辅成型技术能应用于自行车前叉的成型。

以带球阀比例节流先导级的三级座式纯水比例溢流阀为对象,在结构分析和数学建模的基础上,建立了阀的AMESim模型,仿真分析了稳态液动力、比例电磁铁、阀芯摩擦力等对阀静态特性的影响,并与试验对比.结果表明阀芯摩擦力及力放大杠杆结构降低了阀的静态性能,阀的滞环大,且随控制信号增大的可控线性段窄,阀在低压段的滞环大于高压工况.阀的大滞环和严重的非线性降低了闭环系统稳定性,应通过改进结构和控制补偿等措施改善静态特性.

为了改善纯水比例阀的静动态控制性能,以TIEFENBACH的PDBV型三级座式纯水比例溢流阀为对象,研究阀的控制特性与补偿方法.阀的结构分析和静态比例调节特性试验表明,阀的开环静态特性滞环和死区大,线性可控性差;直接闭环控制的稳定性差,极易产生入口压力振荡.根据阀的开环静态特性试验结果,基于线性拟合建立了分段线性化的迟滞逆模型,并用于阀的前馈控制回路.阀控制特性的补偿效果试验结果表明阀的前馈静态迟滞补偿大大减小了滞环和死区,提高了线性度,但是在正阶跃响应下易产生大幅超调和压力冲击.在直接前馈补偿中加入单边脉冲反馈的控制方式,可以基本消除超调现象.迟滞补偿对阀的非线性的有效改善,提高阀的控制性能,进一步扩大了水液压比例压力控制技术的应用.

针对单柱塞泵普遍采用的单向阀配流方式无法满足高转速的问题,提出新型的阀芯旋转式三通换向阀配流机构,可以满足单柱塞泵在高转速情况下的配流要求.通过建立单向阀配流和转阀配流单柱塞泵的AMESim模型,对比分析表明,单向阀在转速为2 000r/min时已难以实现正常配流;转阀在12 000r/min转速下仍能正常配流.加工样机对单柱塞泵和转阀的性能进行测试.试验表明,柱塞腔内的压力测试结果与仿真结果一致,可以基于该转阀配流机构设计高速单柱塞泵,对柱塞腔内的压力特性进行研究.

音圈电机直驱水液压球阀由音圈电机和水液压球阀阀体两部分组成。电机轴与阀芯组件直接接触,所以阀芯组件受到的摩擦力、弹簧力、密封圈阻力和流体作用力等直接作用在电机上,是电机负载的一部分,而负载特性的不明确是限制直驱阀动态特性提升的因素之一。为了克服这个问题,对球阀进行了较为全面的数值和试验分析。在数值分析中,使用动量法计算稳态液动力从而得到流体作用力;在实验中,辨识了音圈电机阻尼系数,测量了阀芯上的摩擦力;依靠以上分析,得到直驱阀线圈电压与阀芯位移之间的传递函数,在MATLAB/Simulink中建立了音圈电机直驱水液压球阀的数学模型;最后,对直驱阀的数学模型进行了阶跃和频率响应的仿真分析。研究结果可用于指导直驱阀阀芯位移的闭环控制设计。

水下导向攻泥器是沉船打捞过程中重要的攻千斤洞作业工具,钻孔轨迹和导向精度直接决定了攻打千斤洞的质量。分析了水下导向攻泥器的钻进导向过程,运用土力学原理建立钻头负载力学模型,并提出采用圆孔扩张理论推演土壤的钻进形变力矩;在静力学分析基础上,采用牛顿-欧拉法建立钻头动力学方程,并在MATLAB对钻进过程进行仿真;最后对所建立的钻进动力学模型进行了实验研究。实验与仿真结果对比验证了所提出的水下导向攻泥器钻头数学模型的准确性。

以带球阀比例节流先导级的三级座式纯水比例溢流阀为对象,在结构分析和数学建模的基础上,建立了阀的AMESim模型,仿真分析了稳态液动力、比例电磁铁、阀芯摩擦力等对阀静态特性的影响,并与试验对比.结果表明：阀芯摩擦力及力放大杠杆结构降低了阀的静态性能,阀的滞环大,且随控制信号增大的可控线性段窄,阀在低压段的滞环大于高压工况.阀的大滞环和严重的非线性降低了闭环系统稳定性,应通过改进结构和控制补偿等措施改善静态特性.

为了改善纯水比例阀的静动态控制性能,以TIEFENBACH的PDBV型三级座式纯水比例溢流阀为对象,研究阀的控制特性与补偿方法.阀的结构分析和静态比例调节特性试验表明,阀的开环静态特性滞环和死区大,线性可控性差;直接闭环控制的稳定性差,极易产生入口压力振荡.根据阀的开环静态特性试验结果,基于线性拟合建立了分段线性化的迟滞逆模型,并用于阀的前馈控制回路.阀控制特性的补偿效果试验结果表明：阀的前馈静态迟滞补偿大大减小了滞环和死区,提高了线性度,但是在正阶跃响应下易产生大幅超调和压力冲击.在直接前馈补偿中加入单边脉冲反馈的控制方式,可以基本消除超调现象.迟滞补偿对阀的非线性的有效改善,提高阀的控制性能,进一步扩大了水液压比例压力控制技术的应用.