设计了一种磁致伸缩轴向双柱塞泵驱动的作动器,并提出了一种新型的主动配流阀,以双磁致伸缩泵为核心动力元件,组成电静液作动系统,实现了作动器的双向连续位移输出。通过建立作动器系统各部分的数学模型,从原理上分析作动器的输出特性。搭建实验平台测试并验证了作动器在相同转速不同相位角下的流量输出特性。通过数学模型与实验的对比,预测了在不同管路长度下作动器的输出特性变化规律。实验结果表明,在驱动频率180 Hz下,最大输出流量可达2.7 L/min。

力矩马达的螺钉装配应力及其应力松弛会影响压力伺服阀零位及其前置级压力输出性能,为量化分析该影响规律,基于ABAQUS有限元软件对压力伺服阀力矩马达进行装配应力分析,研究力矩马达螺钉装配应力及不同位置螺钉装配应力松弛对压力伺服阀4个零位气隙值的影响。进一步建立压力伺服阀数学模型,在MATLAB/Simulink中搭建的压力伺服阀非线性集总参数仿真模型,以不同位置螺钉应力松弛引起的4个零位气隙变化值作为仿真输入,分析力矩马达装配螺钉应力松弛对伺服阀零位及前置级输出压差的影响。得到对称及非对称位置螺钉应力松弛对压力伺服阀零位及前置级输出压差的影响规律,为压力伺服阀中的螺钉装配工艺改进以及零漂故障诊断提供了理论支撑。

电液压力伺服阀是电液压力伺服控制系统的核心控制元件,广泛应用于航空、航天、军事等领域。区别于流量伺服阀,压力伺服阀在滑阀放大器的设计上多采用带有压力控制容腔的三通阀结构,不同的滑阀结构使得现有的偏转射流流量伺服阀仿真模型难以满足压力伺服阀性能预测的需求。基于AMESim平台建立了偏转射流压力伺服阀的仿真模型,并通过实验对仿真模型进行了验证。验证结果表明,仿真模型能够准确地描述压力伺服阀的静态特性。最后,基于仿真模型分析了压力伺服阀在不同加工装配误差影响下的输出性能差异,仿真结果可为偏转射流压力伺服阀的性能预测和结构设计提供参考。

为探究旋转惯性液压变换器(RIHC)的主要性能及其能量转化机制,针对由等效两位三通快速切换阀驱动的旋转惯性液压变换器构型建立其理论分析模型。通过与传统比例液压系统(CHPS)对比实验,验证所建理论模型并给出两者能效差异。结果表明:所建理论模型可有效预测RIHC的主要性能,可通过系统吸油流量量化旋转惯性效应的大小,稳态吸油流量在有效占空比0.5时达到峰值。脉宽调制信号有效占空比控制模式下,随着飞轮转速、负载压力的增加,测得阀口节流损失与系统效率线性化增加。实验表明:负载压力在0~4 MPa范围内,RIHC相较于CHPS最高可减少89%的阀口节流损失,系统效率提升15.7%。

针对高速开关阀阀控位置伺服系统在脉宽调制信号驱动下,存在控制精度差的问题,提出了一种“模式切换”算法以提高其控制精度。首先介绍了系统结构与工作原理,并在此基础上建立系统数学模型。分析了四个高速开关阀开、关状态组合形成的七种工作模式,舍弃两种会产生较大流量变化的工作模式,选择剩余的五种工作模式以满足微小位置误差调节的需求。设计了“PID+模式切换”控制器,使用位置误差的PID控制器输出值和主阀两腔压力作为工作模式切换

提出了一种超磁致伸缩伺服阀用超磁致伸缩电一机转换器的结构并阐述了其工作原理，此电一机转换器采用了油液冷却和反向补偿法来抑制因热产生的位移输出。为分析温升对超磁致伸缩电一机转换器控制精度的影响，基于导热和对流传热理论建立了其传热模型，给出了稳态时超磁致伸缩棒上的温度和热补偿装置上的温度，分析了冷却油液流速对稳态温度的影响，并采用温度场数值模拟的方法对仿真结果进行了验证。分析结果表明，当控制电流为额定值1A时，若超磁致伸缩棒和控制线圈间油液速度大于0．1m／s，热补偿装置和超磁致伸缩棒的温度在20．3℃附近且温差在0．2℃以下。由超磁致伸缩棒和热补偿装置上的温度，进一步推导出了超磁致伸缩电一机转换器因热而产生的误差位移。通过仿真分析得出，在超磁致伸缩棒和控制线圈间油液速度等于0...

以科研成果深化与延伸课程教学模式为目标,探索利用新型集成式压电作动器科研成果反哺《液压与气压传动》课程研究性教学方法、教学模式以及实施策略,剖析新型集成式压电作动器中所蕴含的流体力学、液压泵、液压控制阀、液压缸以及蓄能器等液压元件的新型结构及其集成原理,深化液压技术主要知识点的原理解析与应用实例认识。拓展《液压与气压传动》课程教学内容广度与深度,构建完成《液压与气压传动》课程研究性教学新模式的实施路径与实施策略。

提出了射流伺服阀用超磁致伸缩执行器结构采用磁场有限元法分析了超磁致伸缩执行器结构参数对超磁致伸缩棒内磁场分布的影响机理给出了超磁致伸缩执行器结构设计的原则。推导出考虑超磁致伸缩棒内磁场分布不均匀时驱动磁场与执行器输出位移的关系方程式并通过仿真与实验研究揭示了超磁致伸缩棒内磁场分布不均匀性对超磁致伸缩执行器位移输出的影响规律最后求出所设计超磁致伸缩执行器漏磁系数约为1.4.

基于多体动力学分析软件Recurdyn建立了新型剪叉式液压升降平台的虚拟样机模型并在不同载荷下进行了动力学仿真通过仿真得出了液压缸的受力情况和浮动平台的位移、速度等相关运动特性。仿真分析结果表明随作业平台高度增加机构的稳定性变差同时液压缸输出力波动加剧分析结果对该升降平台的机械结构改进和液压系统设计优化提供了参考。

普通斜盘泵的柱塞轴线与缸体轴线平行(图1)柱塞(头部)运动轨迹为椭圆曲线-倾斜平面(斜盘平面)与圆柱面(柱塞分布圆构成的柱面)的交线并可表示为: