提出一种高性能双圆弧斜齿齿轮泵,为解决泵高速化带来的转动副共振问题,对转动副进行模态分析。建立转动副三维模型,利用有限元进行无预应力与有预应力模态分析,取前8阶模态对比分析,结果表明添加预应力后,转动副各阶振型没有变化,仅每一阶固有频率与振幅有较小变化,转动副工作转速远离临界转速,不会发生共振。优化减小转轴直径后,各阶固有频率降低,仍满足设计要求。分析结果进一步表明转动副不会与泵体产生共振。分析方法对高速液压泵稳定性设计有借鉴意义。

针对理论计算难以获得精确的双圆弧斜齿齿轮泵转子疲劳破坏和塑性变形问题,利用ANSYS Workbench实时数据传递建立双圆弧斜齿齿轮泵单向流固耦合模型,得到流场压力特性和压力载荷作用下双圆弧斜齿齿轮泵力学性能。通过对比分析流固耦合前后不同负载下的力学特性变化,研究流固耦合作用对双圆弧斜齿齿轮泵转子的变形与应力分布的影响。研究结果表明,流固耦合作用对转子结构影响较大,最大变形量都发生在两转子近轮缘位置,且变形量相差0.016063mm;最大等效应力都发生在转子啮合位置,且等效应力相差187.72MPa。转子啮合处相比其他位置更易发生疲劳破坏,为双圆弧斜齿齿轮泵转子的稳定性和结构优化提供了参考依据。

双圆弧斜齿齿轮泵在高速工况下,其内部流场温度升高现象明显,对齿轮泵的性能产生不利影响。为了探究温度对齿轮泵性能的影响,建立了双圆弧斜齿齿轮泵容积效率与温度的数学模型。利用动网格技术,通过PumpLinx设定不同入口温度,模拟不同工况下齿轮泵内部流场的变化情况。结果表明:入口油液的温度不同,其内部流场温度变化明显,入口温度越高,其温升现象越明显;温升严重区域为存在压差区域,且压差越大温升越明显;温度升高,内部流场空化现象明显减弱;相对于常温油液情况下,入口油液温度为60℃时,齿轮泵流量脉动和流量脉动率明显增大,泵的出口脉动率增加了4.74%,泵出口平均流量降低了1.52 L/min,泵的容积效率降低了3.04%,温度的升高对齿轮泵性能产生了不利影响,验证了温度与容积效率数学模型的正确性。

为探究大颗粒粒径对全断面竖井掘进机上出渣泵过流部件磨损特性的影响,基于SST双方程混合湍流模型、Finnie塑性冲蚀磨损模型对其进行数值模拟,获得了全断面竖井掘进机出渣泵过流部件的冲蚀磨损形态,分析不同颗粒粒径对叶片磨损程度的影响。模拟结果表明:磨损最严重区域在叶片吸力面;定量预测出叶片磨损强度随不同初始条件的变化规律;随颗粒粒径增大,颗粒与吸力面的碰撞几率降低,叶片吸力面磨损区域显著减小,磨损位置受颗粒粒径的影响明显,而后盖板的磨损面积几乎不变;全断面竖井掘进机上出渣系统在输送最大粒径超过100%的固相颗粒时,仍具有良好的可靠性和稳定性。大颗粒粒径仅对吸力面磨损程度影响显著,对后盖板影响不明显。

电液位置伺服系统广泛应用在大负载、快速、精确反应的控制领域中,然而其存在时变非线性的特性,因此传统控制系统不能达到理想的控制效果。模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)具有无需模型、鲁棒性强、抗扰动能力强等优点,较适合应用在时变非线性系统的控制中。分别采用PID控制、线性MPC、自适应MPC和非线性MPC 4种控制策略对电液位置伺服系统的控制性能进行仿真研究。结果表明:线性MPC、自适应MPC和非线性MPC都比PID控制性能好,非线性MPC控制精度较高、响应速度较快、抗扰动能力较强,自适应MPC控制精度、响应速度和鲁棒性次之。

根据非对称液压缸的特性,首先定义了负载流量、负载压力及液压缸活塞的初始位置等一些参数。通过对阀控非对称缸被动加载系统中各个部分的分析建模,得到了整个系统的数学模型,为阀控非对称缸被动加载系统的研究奠定了基础。

采用全液压转向系统的重载运输车辆在颠簸、急转弯工况下,系统负载会发生突然变化,此时系统会出现压力冲击、液压能异常损失,严重时会导致液压元件损坏和系统崩溃,针对该实际问题,提出一种集成于全液压转向系统的液压能量再生模块,以实现回收并利用冲击能量、减缓转向系统压力冲击的目的。基于AMESim分别对含有能量再生模块的有负载反馈全液压转向系统和无负载反馈全液压转向系统建立数学模型,研究能量再生模块的动态特性,并对含有该模块的试验样车开展了不同路况下的路面试验。仿真和试验结果均表明:能量再生模块能量再生效果好,在重载运输过程中能有效吸收压力冲击,且能量再生模块释放液压能平稳有效。

为解决被动式电液力伺服系统中的多余力干扰问题，根据系统特点，提出基于多输人多输出控制系统的解耦控制方法来解决力／位耦合问题。以阀控非对称缸被动式电液力伺服系统为对象，建立系统的数学模型，设计解耦控制器。仿真结果表明：使用该解耦控制方法不仅可以提高系统的跟踪精度和频响，而且可以缩短控制调试周期。

针对液压伺服系统所具有的时变性等特点，建立了双电液伺服马达位置同步系统模型，并提出一种基于模糊控制的双电液伺服马达模糊复合交叉耦合式控制方式，通过模糊控制器来补偿同步通道由于时变性和外部干扰所导致的同步误差。仿真结果表明：该方法能提高位置同步精度。

电液数字控制阀具有价格低、精度高、可靠性高、使用寿命长且可以直接进行数字控制等优点。首先介绍了增量式电液数字控制阀和高速开关式电液数字控制阀的工作原理、应用特点、性能的优缺点并对未来的发展趋势进行了综述。