针对传统液压动力推进系统,设计了一种以外界海水为工作介质,蓄能器提供动力源、新型二级同步海水液压缸为核心部件的二级液压推进装置。论述了新型二级同步海水液压缸的结构以及海水液压动力推进装置的工作原理,通过AMESim建立了推进系统的仿真模型,通过搭建的试验台进行试验验证。结果表明:在供能过程中,蓄能器充能过程与蓄能器初始压力呈负相关;在推进过程中,物体离开推进管道的速度与蓄能器初始压力的根呈正的线性相关。

该文对船用高压细水雾灭火泵柱塞副开展了受力分析,在综合考虑摩擦力和摩擦升温的前提下建立了柱塞副的泄漏量和热平衡分析模型,开展了不同柱塞副间隙和工况下柱塞副的热平衡分析并获得了相应的变化规律,并对柱塞副的初始配合间隙进行了优化,提出了避免柱塞副卡死的技术措施,研究结果可以为船用高压细水雾灭火泵柱塞副的结构优化,提高柱塞泵综合性能提供理论依据。

液压摆动缸作为水下机械臂的核心部件之一,是机械臂的重要执行与能量转换机构。目前的液压摆动缸主要依靠油压驱动,存在与海洋环境不相容和易发生腐蚀磨损失效等诸多问题,因此提出了一种以水作为传动介质的液压摆动缸。研究了水压摆动缸关键部位的密封形式,并建立高速开关阀控摆动缸AMESim模型,分析了批处理的单参数对阀控缸系统跟随特性的影响;然后利用AMESim和Simulink联合仿真技术,建立了联合仿真模型。通过联合仿真解决了传统MATLAB仿真中难以建立精确数学模型的问题,加入PID控制器,使得系统响应速度加快,超调减小,抗干扰能力提高,跟随性能提高。

能量回收装置是反渗透海水淡化系统的核心元件之一,通过回收高压盐水的压力能来降低能耗和节约成本,加强其基础研究并突破技术瓶颈是缓解我国水资源危机的战略选择。根据工作原理将反渗透海水淡化能量回收装置分成液力透平式、正位移式和泵-马达式3类,主要从结构、原理、效率和应用等方面对国内外研究进展进行综述和分析,并对我国能量回收装置的发展方向和关键技术进行总结展望。研究表明,液力透平式装置已逐渐被市场淘汰,占据市场主流地位的正位移式装置也存在技术缺陷,而泵-马达式装置的集成化设计和降低工作能耗是未来的重要研究方向。

该文介绍了一种新型直线电机驱动的大流量先导式高速换向阀,并对直线电机的控制方案进行了研究。建立了直线电机的数学模型,同时为了有效验证直线电机直接驱动高速换向阀的可行性,避免试验样机加工后出现结构缺陷,该文使用MATLAB/Simulink仿真软件,对直线电机的响应时间以及控制精度进行了仿真分析,通过仿真得到了高度换向阀在给定位移时的响应曲线以及运行轨迹,为后续调试试验提供了有效的理论依据。

该文对水液压泵柱塞进行运动学与动力学分析,研究了柱塞的倾覆状态,基于MATLAB软件编写求解器,对柱塞副间隙水膜动态特性进行研究,采用有限体积法对柱塞副水膜进行精确求解,获得不同工况下柱塞副间隙水膜压力场与厚度场的变化规律,并讨论了不同柱塞副间隙下柱塞副间隙水膜承载情况,研究结果可以为水液压泵柱塞副结构的设计和优化提供指导。

海水具有强的电化学腐蚀性、高的汽化压力以及较大的密度、弹性模量大，当其在阀体内部流动时，将不可避免地引起还水液压阀口材料的化学腐蚀和电化学腐蚀，使材料表面遭到破坏，材料力学性能下降，导致液压阀使用寿命的急剧降低。因此，研究材料在海水中的腐蚀机理，为海水液压阀筛选耐腐蚀性强的材料是亟待解决的关键问题之一。该文针对不锈钢在海水中的腐蚀机理进行介绍，并通过化学浸泡试验、电化学腐蚀试验对几种常用不锈钢在海水中的耐腐蚀性能进行比较研究，为海水液压阀关键零部件材料筛选提供一定的理论依据。

提出了一种前置级采用两级串联固定阻尼孔的双喷嘴挡板水压伺服桥路模型并对其进行了参量敏感性分析。探讨了喷嘴挡板位移、阀芯运动速度与阀芯两端压力的关系;运用正交设计方法研究了喷嘴直径、串联固定阻尼孔直径、阀芯直径及其运动速度、喷嘴挡板与喷嘴之间初始距离等参量对水压桥路特性的影响。结果表明喷嘴直径以及喷嘴与挡板之间中位距离越小阀芯与阀套之间配合间隙越大阀芯直径越大阀芯与阀套之间叠合长度越短压力源压力越高桥路控制的线性度越好;对于采用二级节流的水压伺服桥路第一级固定阻尼孔直径越小第二级固定阻尼孔直径越大喷嘴前端流道直径越小阀芯与阀套之间配合间隙以及阀芯直径越大桥路响应就越快。这些研究结果为水压伺服阀样机的研制奠定了理论基础。

对水压圆周缝隙的流动特性进行了比较全面的仿真研究,根据圆周缝隙在不同的几何条件以及边界条件下的流线、速度、压力以及气穴分布图,研究了其流线和气穴的变化特征,着重探讨了系统压力、圆周缝隙的叠合长度和阀芯倒角等参数对阀口流动特性变化规律的影响.仿真结果表明:随着阀芯和阀套的叠合长度增大,阀口的入射角会变小,气体体积最高比值有所下降;阀口倒角之后,流量会明显增大,出口压力会有轻微下降,出口处气体的含量会有所上升,在圆周缝隙出口处有发生气穴的趋势;进口压力越大,圆周缝隙出口处气穴也越严重.这些结论对水压元件的设计具有直接的指导作用.