伺服阀衔铁组件的自激振动特性及磁流体的抑振研究
本文选题：伺服阀 切入点：衔铁组件 出处：《哈尔滨工业大学》2016年博士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：电液伺服技术是广泛应用于国防工业和现代化生产领域的重要驱动和传动技术。作为电液伺服系统不可或缺的核心元件,伺服阀的工作稳定性对整个伺服系统的可靠运行具有至关重要的影响。自激噪声引起的伺服阀稳定性和失效问题是国防、航空航天等领域高性能电液伺服系统的严重隐患之一。伺服阀内部存在着电磁、机械和流场的多物理场耦合作用机制,多物理场耦合的协调性是关系到伺服阀稳定性和可靠性的关键,也是引起伺服阀自激噪声的重要因素。本文研究衔铁组件在多物理场下的自激振动特性及抑振措施,对于伺服阀自激噪声产生机理的揭示及伺服阀乃至电液伺服系统的工作性能改善具有十分重要的意义。本文针对多物理场下衔铁组件的自激振动特性及其抑振措施进行理论和实验研究。建立了考虑和未考虑磁弹簧影响时衔铁组件的干模态有限元模型,通过模态分析、谐响应分析和瞬态动力学分析深入研究了衔铁组件的自激振动特性,分析了关键几何参数、载荷、磁弹簧刚度及阻尼等对自激振动特性的影响。分别采用电磁激励法和声波激励法模态实验获取了关键点处频率响应、稳态响应及谐振自由衰减响应,辨识得到工作平面内的固有频率和谐响应特性,同时提出了一种基于自由衰减响应和傅里叶级数拟合法的模态阻尼比辨识方法。利用辨识所得模态参数验证并修正了仿真模型,为复杂工况下衔铁组件自激振动特性的研究奠定了理论基础。针对喷嘴挡板阀前置级射流流场进行了CFD仿真,重点分析了高压大间隙及低压小间隙两种工况下射流流场的速度、压力分布特性,同时获取了射流流量及喷嘴射流力随入口压力和喷嘴挡板间隙的变化规律。基于N-S方程对射流流场参数进行了解析式推导和简化,建立了考虑压力损失和流动惯性的射流力数学模型。计算与仿真结果均显示,射流力随挡板位移的增加近似呈线性增大,其作用相当于一正刚度液压弹簧。基于有限元法对射流力作用下衔铁组件的振动特性进行了仿真研究。分别进行了射流力的静态特性实验和射流流场中衔铁组件的模态实验,获取了射流力对衔铁组件振动特性的影响,并验证了理论分析结果。针对磁流体的抑振机理和抑振效果进行了理论与实验研究。基于双粘度模型对添加到力矩马达工作间隙中的磁流体挤压流动进行理论推导,建立了挤压模式下磁流体阻尼力的数学模型。基于磁化饱和状态下磁流体的粘磁特性,分析了磁流体阻尼力随挤压速度和挤压位移的变化规律,并由此得出磁流体的等效物理模型。采用有限元法分析了添加磁流体后衔铁组件的振动特性,基于QR阻尼法量化分析了磁流体对各阶模态的阻尼效应。采用电磁激励法对添加磁流体的衔铁组件进行振动特性实验,分析了磁流体对振动特性的影响,验证了磁流体等效模型的有效性以及磁流体对衔铁组件的阻尼效应。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH137.52
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 李胜;阮健;裴翔;俞浙青;朱发明;;先导零遮盖型2D伺服阀的研究[J];机床与液压;2008年10期
2 尚增温,刘海湘;伺服阀维修试验台设计[J];液压与气动;1997年01期
3 邹伟;力士乐与穆格伺服阀的调试技术比较[J];液压与气动;1999年04期
4 张凯;阮健;励伟;陈莹;兰叶深;;大流量2D伺服阀的研究与设计[J];液压气动与密封;2013年12期
5 徐广阔;俞浙青;阮健;;22通径2D伺服阀的研究与设计[J];流体传动与控制;2014年02期
6 吕宏庆,李著信,苏毅;负遮盖四通伺服阀的静特性分析[J];液压气动与密封;2000年05期
7 王大伟;伺服阀常见故障的分析与处理[J];电力建设;2001年09期
8 田源道;电液压力伺服阀的设计和使用[J];液压与气动;2001年09期
9 李胜,俞浙青,阮健;2D气动数字伺服阀[J];机床与液压;2003年01期
10 秦剑,于兰英,王国志,邓斌,柯坚;直线式高速伺服阀的研究与开发[J];机床与液压;2003年01期
相关会议论文 前10条
1 阮健;李胜;孟斌;;2D数字伺服阀[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
2 安高成;彭朝琴;付永领;王明智;;伺服阀动态测试缸的仿真及分析[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
3 王世富;温肇东;李文宏;;伺服阀测试用动态缸的特性研究[A];中国航空学会液压气动专业2005年学术讨论会论文集[C];2005年
4 李胜;阮健;裴翔;俞浙青;朱发明;;先导零遮盖型2D伺服阀的研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
5 李楠;高英杰;;喷嘴挡板伺服阀性能参数的研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
6 王世富;温肇东;李文宏;;伺服阀测试用动态缸的特性研究[A];中国航空学会控制与应用第十二届学术年会论文集[C];2006年
7 刘婷婷;王慧;;矿用新型伺服阀特性与工作状态坐标分析[A];第三届全国煤矿机械安全装备技术发展高层论坛暨新产品技术交流会论文集[C];2012年
8 余祖耀;李小培;李锦云;李宝仁;;高压电-气流量伺服阀压力-流量特性分析[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
9 李长安;雷鸣;;单纯形法在压力伺服阀优化设计中的应用[A];第二届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2006年
10 朱信义;;660MW汽轮机调门伺服阀在线更换[A];全国火电大机组（600MW级）竞赛第9届年会论文集[C];2005年
相关重要报纸文章 前7条
1 记者 许琦敏;国产伺服阀进军高端市场[N];文汇报;2009年
2 何友文 袁振;18所伺服阀课题通过国家验收[N];中国航天报;2010年
3 记者 许琦敏;国产高端伺服阀成功上天[N];文汇报;2011年
4 张华;七0四所伺服阀打破国外垄断[N];中国船舶报;2011年
5 张华;七○四所推出国内首套射流管伺服阀[N];中国船舶报;2012年
6 金瑶兰;七○四所开发出射流管压力伺服阀[N];中国船舶报;2008年
7 张宏庆;六0九所加快结构调整步伐[N];中国航空报;2001年
相关博士学位论文 前2条
1 彭敬辉;伺服阀衔铁组件的自激振动特性及磁流体的抑振研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
2 潘旭东;伺服阀滑阀叠合量液动测量系统及其关键技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
相关硕士学位论文 前10条
1 许淑红;伺服阀喷嘴射流PIV测量系统的研制及流场分析[D];哈尔滨工业大学;2015年
2 孙诚;伺服阀性能参数测试方法的研究[D];上海交通大学;2014年
3 孙杰;2D数字伺服阀及其调试装置的研究[D];浙江工业大学;2014年
4 蒋大伟;偏转板射流伺服阀的前置级流场仿真与动态特性研究[D];江苏大学;2016年
5 郝圣桥;液压AGC伺服阀在线故障智能诊断的研究[D];上海交通大学;2010年
6 吴玉魁;喷嘴挡板式压电伺服阀的实验研究[D];吉林大学;2004年
7 李健锋;高性能电液控制伺服阀性能参数测控系统研究[D];昆明理工大学;2008年
8 胡洋;伺服阀小孔零件自动配对测量技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 方应国;两种2D伺服阀导控阻力半桥的性能比较研究[D];浙江工业大学;2011年
10 贾晓君;水液压旋转式伺服阀研究[D];中国海洋大学;2012年
，本文编号：1635483
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/1635483.html
