讲授《液压传动》课程时,按照培养未来工程师的指导思想,列举案例,通过"由果循因"和"五段式"的教学实践,探索出一种有效的现代教育教学模式。

为了提高蓄能器在液压缸试验台液压系统中吸收压力冲击的能力,通过数学模型的分析和仿真模型的建立对蓄能器性能影响较大的参数进行研究,以便最大程度发挥蓄能器的功效。以液压缸试验台中的皮囊式蓄能器作为研究对象,利用AMESim仿真平台建立了包括皮囊式蓄能器在内液压缸试验台的仿真模型并进行了仿真分析,探讨了蓄能器的体积、连接管路长度和内径三个参数对蓄能器性能的影响。研究结果表明:同一蓄能器其连接管路越短、管径越大,吸收系统的压力冲击越充分;蓄能器的体积在满足吸收系统压力冲击最小体积时,其大小对其吸收压力冲击的效果没有太大影响,但蓄能器体积越大充液时间越长;根据实际情况选择适合的蓄能器可以减少浪费,提高效率;增大其连接管道内径,减小管路长度可有效降低系统压力冲击。

针对传统翻抛机翻抛装置能量损耗高、响应迟缓等问题,对翻抛装置液压系统进行了优化,并建立了翻抛装置液压系统泵控马达的数学模型,为后续仿真分析提供理论基础。基于Simulink对翻抛装置液压系统及控制器进行建模及仿真分析,以了解系统在不同输入曲线、负载干扰下的动态特性。仿真结果表明:模糊PID控制比PID控制抗负载干扰能力更强,动态响应更快。课题组对翻抛装置液压系统控制策略进行研究,实现了翻抛装置的无级调速,使其更适合翻抛机的工作环境,提高了翻抛机的工作效率,对以后翻抛装置液压系统的设计及性能优化具有指导意义。

应用ANSYS有限元分析软件,对航空液压系统压接直管振动特性进行了仿真分析。在得出压接管振动特性的基础上,提出在压接管接口增加额外激励信号来有效减少管道振动的方案,分别从激励信号频率和幅值两个角度研究激励信号对管道减振效果。结果表明:当基础振动频率与减振激励频率相等、幅值相等﹑方向相反时,管道减振效果最好。

利用ANSYS对L形航空液压管道进行仿真分析,研究装配不同数量卡箍及卡箍约束不同位置对L形管道固有频率的影响。分析添加不同数量卡箍后管道在脉动流体作用下最大范式应力的变化。结果表明:在管道长度一定的情况下,适当增加卡箍数量以及改变卡箍的约束位置对于管道频率有明显的提高效果;随卡箍数量的增加,管道在脉动流体作用下的最大范式应力逐渐减小,但卡箍约束对管道流体脉动最大应力的影响幅值降低。

为进一步探究螺杆压缩机油气分离器安装套筒结构对内部流场及分离效率的影响,采用PumpLinx软件对有无套筒及不同套筒布置结构下的两相流场进行数值模拟。通过对比安装套筒装置前后压力变化曲线,发现有无套筒装置压力变化差别不大,说明套筒并未对压缩机的整机功率造成过多损耗。通过对比套筒正置、倒置以及未安装时的流场分布图、速度矢量图,发现套筒的安置有明显的增加碰撞、减少湍流以及整合流场的作用;进一步分析发现正置与倒布置相比具有更好的油滴撞击和整流效果,进而得出在油气分离筒入口处布置朝上型套筒能提升油气分离效率的结论,为油气分离器结构的进一步优化提供参考。

针对螺杆压缩机的油气分离器，应用PumpLinx软件对不同入口方式、不同油滴直径以及不同容积流量的分离器进行了三维数值模拟。在仿真中，气–液两相流场符合流体N-S方程，先用RNG k-ε模型计算连续相的压缩气体，得到分离器内部旋转流场的流线、速度、压力的分布规律，再用离散相模型计算加入离散相的液态油滴，得到了油滴的运动轨迹追踪图。通过对两相流场模拟结果的对比分析，PumpLinx软件可以较好地模拟入口方向、容积流量对流场分布规律的影响以及油滴直径对分离效率的影响，为油气分离器的优化设计提供了一种有效的研究手段，具有重要的工程应用价值。

呈现混凝土泵车的发展现状,同时介绍流体仿真软件HyPneu的功能,详细分析混凝土泵车臂架液压系统的工作原理,运用HyPneu软件建立混凝土泵车臂架液压系统的工作原理图,对混凝土泵车臂架系统伸展过程进行动态仿真,得到了各个臂架液压缸的压力曲线和活塞位移曲线,用仿真软件对臂架液压缸尺寸进行优化设计,优化后的尺寸能减少液压缸缸杆完全行程时间,仿真结果与实验数据吻合,验证了液压系统设计的合理性,仿真结果对混凝土泵车臂架液压系统的设计有一定的指导作用。