为了适应新形势下流体传动与控制技术行业发展的需求,提高液压专业人才培养的质量,作为工科院校实验教学显得尤为重要,而实验教学的手段和方法一定程度上影响着教学的质量与学生的基础实践能力与解决复杂工程问题的能力。为了培养学生在液压元件与系统方面有更高的理论水平和更强的工程实践能力,教学过程中将液压虚拟实验室与传统实验室相结合使用是有必要的而且是至关重要的。

为了研究高海拔和高空作业环境对齿轮泵工作性能的影响,分析了吸油压力对外啮合齿轮泵空化特性的影响规律。采用数值模拟和可视化试验的方法,针对农业机械液压系统中常用的渐开线外啮合齿轮泵进行分析研究。分别在0. 05、0. 10、0. 15 MPa的吸油压力下,数值模拟该泵内部流场的气体体积分数分布;利用高速摄像设备,试验观测记录该泵内的实际流动状态、气泡大小、气泡数量及空化程度等。结果表明在3种不同的吸油压力下,泵内的油液均会出现不同程度的空化现象,空化强度由大到小依次表现为漩涡流、雾化流、气泡;随着吸油压力的升高,泵内油液中出现的气泡数目逐渐减少、气泡体积逐渐减小,泵内油液的最大气体体积分数和空化程度逐渐减小,使得泵内油液的流动状态越来越平稳,进而改善了齿轮泵出口流量的连续性和稳定性。

研究了直线共轭内啮合齿轮泵的结构及工作原理,采用扫过面积法,以主动轮的转角为变量,拟定了关于直线共轭内啮合齿轮泵的困油容积和困油容积变化率的理论公式,为了比较说明其困油变化特性,选取了相同参数的渐开线内啮合齿轮泵,并利用Pro/E软件提供的工具,方便地测量并计算出了主动轮在不同转角情况下渐开线内啮合齿轮泵的困油区容积大小。结果表明,与相同参数的渐开线内啮合齿轮泵相比,直线共轭内啮合齿轮泵具有困油体积小,困油容积变化幅值小,传动较平稳等特点。

对某新型径向柱塞马达配流盘的设计进行了受力分析和计算,推导了相应的计算公式,为今后径向柱塞马达配流盘结构设计提供了参考依据.

以汽轮机高压旁路控制系统为研究对象,通过分析控制系统的主要控制元件——电液比例换向阀的控制特性,考虑比例阀存在的饱和、滞环、死区等主要非线性因素,建立起汽轮机高压旁路控制系统的阀控缸非线性数学模型,并运用PID控制算法参数整定,对系统进行校正。基于MATLAB/Simu-link控制系统的非线性模块,对PID参数整定后的汽轮机高压旁路系统电液比例阀非线性模型进行仿真和分析,结果表明系统响应快速,稳定性良好,达到控制标准要求。

采用间隙密封的直线共轭内啮合齿轮泵的内齿圈在油液压力和齿轮啮合力的作用下,其外壁对泵体内壁产生较大的压力,基于该问题首先对内齿圈进行了受力分析,其次在泵体内壁开设由矩形槽和V形槽构成的复合静压支承槽,并利用油膜静压支承原理减小内齿圈与泵体内壁直接接触所造成的磨损,最后建立了内齿圈静压支承油膜的承载力与承载刚度的数学模型,这将对进一步研究直线共轭内啮合齿轮泵提供一定的理论依据。

浮杯泵的结构特点是大数量柱塞双环排列且呈镜像背靠背的布局 每个柱塞都有一个独立的杯状缸筒.由于几何学的限制缸筒的倾角要限制在10°以内防止柱塞颈末端太小以至于不能承受来自柱塞顶部受到的压力负荷.为了防止浮杯滑出固定浮杯凸缘的边界 在滚筒和转轴之间可用一个等速接头连接可以减小浮杯的相对运动.柱塞与缸筒之间基本的密封方式有两种： 有无密封环.直接密封的主要优势是液压力产生的作用力完全由柱塞本身承担 柱塞与浮杯之间的液压接触力完全被消除.在同等条件下柱塞直接密封有更小的泄漏 也有更小的摩擦损失 因此液压机械效率会更高.最后柱塞直接密封也省去了柱塞环的生产、 损坏及安装成本.

以10 L/min力反馈两级电液伺服阀为研究对象,在MATLAB/Simulink下建立伺服阀的仿真模型,通过仿真得到伺服阀的阶跃响应曲线、伯德图和动态性能指标,为力反馈两级电液伺服阀的参数优化、性能提升和工程应用提供了参考。

浮杯泵独特的结构导致其泄漏点大量增加，变形后的柱塞副密封间隙成为影响其工作性能的主要因素。在泄漏间隙理论分析的基础上利用有限元软件对三组不同柱塞腔尺寸的柱塞和浮杯在上死点和下死点两种极端位置处进行受压变形仿真，讨论变形后柱塞腔的尺寸对柱塞副间隙的影响。分析得到柱塞和浮杯变形后的变化规律，以及在密封线处浮杯的变形值约为0.8 μm和柱塞头的椭圆形变形趋势，对比得出在20 MPa的压力下直径为8 mm、深度为6 mm的柱塞腔能够使柱塞头的变形有效补偿浮杯的变形。

基于电液比例技术，以液压动筛跳汰机控制系统为研究对象，建立控制系统的数学模型，通过SIMULINK动态仿真，表明该控制系统是稳定和可行的；运用PID控制算法对系统控制特性进行校正，仿真结果表明：控制性能良好，能够达到跳汰选煤工艺要求标准。