射流管式三级电液伺服阀流场分析与整体建模
发布时间：2021-06-24 10:55
随着我国科学技术的发展,许多大型设备对电液伺服阀的流量、频响、分辨率、精度以及可靠性等性能提出了更高的要求,特别是在大流量性能上,传统的两级电液伺服阀远远达不到要求。与喷嘴挡板阀相比,射流管伺服阀具有液压和容积效率高、抗污染能力强、灵敏度和分辨率高、可靠性高、能失效对中等优点,因此,对以射流管伺服阀为前置级的三级电液伺服阀展开深入研究势在必行。但由于射流管伺服阀结构复杂,射流放大器内部流场缺乏完善的数学模型,难以预测射流管三级电液伺服阀的性能。本文通过建立射流管三级电液伺服阀的数学模型,进行数值仿真,以研究其结构参数对动态响应的影响。本文在分析射流管三级电液伺服阀结构和工作原理的基础之上,通过对各环节的数学模型的推导,从而建立其整体数学模型;针对其力矩马达,建立衔铁-反馈杆组件有限元模型,重点分析了反馈杆的长度、截面积、截面形状和材料等对反馈杆刚度的影响;针对射流放大器内部流场,利用FLUENT软件,分析喷嘴与接受孔间距和劈尖角度对流场静态特性的影响;通过上述的分析及获得的参数,建立其MATLAB/Simulink模型,重点分析反馈杆刚度、喷嘴与接受孔间距、劈尖角度、功率级滑阀阀芯面积...
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.2 射流管式三级电液伺服阀国外研究现状
1.3 射流管式三级电液伺服阀国内研究现状
1.4 本文主要研究内容及章节安排
第2章 射流管式三级电液伺服阀模型建立
2.1 射流管三级电液伺服阀的结构和工作原理
2.2 射流管三级电液伺服阀的数学模型
2.2.1 力矩马达电磁力矩
2.2.2 基本电压方程
2.2.3 力矩马达运动方程
2.2.4 射流管放大器的数学模型
2.2.5 二级滑阀的数学模型
2.2.6 功率级滑阀的数学模型
2.3 本章小结
第3章 衔铁-反馈杆组件有限元分析
3.1 ANSYS Workbench仿真软件介绍
3.2 有限元法求解步骤
3.3 衔铁-反馈杆组件有限元仿真
3.4 本章小结
第4章 射流放大器流场分析
4.1 计算流体动力学基础
4.2 有限体积法简介
4.2.1 一维稳态对流扩散方程的有限体积法
4.2.2 三维稳态对流扩散方程的有限体积法
4.3 Fluent流场仿真软件介绍
4.4 射流放大器流场分析
4.4.1 射流放大器三维模型
4.4.2 射流放大器流场仿真
4.4.3 喷嘴与接收孔间距不同的流场仿真
4.4.4 劈尖角度不同的流场仿真
4.5 本章小结
第5章 射流管三级电液伺服阀动态响应分析
5.1 射流管三级电液伺服阀系统方框图
5.2 结构参数对射流管三级电液伺服阀动态响应的影响分析
5.2.1 射流管式三级电液伺服阀动态响应建模仿真分析
5.2.2 劈尖角度对动态响应的影响
5.2.3 喷嘴与接收孔间隙对动态响应的影响
5.2.4 功率级滑阀阀芯面积对动态响应的影响
5.2.5 反馈杆刚度对动态响应的影响
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]力反馈式射流管伺服阀建模及动特性仿真研究[J]. 李曙光,胡良谋,曹克强,谢志刚,曹伟. 火力与指挥控制. 2017(10)
[2]3维离心环境下射流管伺服阀的零偏特性[J]. 訚耀保,王玉. 上海交通大学学报. 2017(08)
[3]射流管伺服阀前置级的动态流场分析[J]. 陈佳,袁朝辉,郭强,褚渊博. 仪器仪表学报. 2017(07)
[4]温度对力矩马达气隙磁阻和极化磁动势的影响[J]. 秦嘉言,李长春,延皓,李磊. 机床与液压. 2017(09)
[5]射流管伺服阀用喷嘴孔的形式探讨[J]. 李致远,杨丽,袁建光,赵龙,王本术. 液压气动与密封. 2017(01)
[6]油温对射流管式伺服阀力矩马达振动特性的影响[J]. 訚耀保,郑云平. 流体传动与控制. 2016(05)
[7]基于FLUENT的射流管伺服阀前置级放大器流场的数值仿真[J]. 赵康,傅连东,湛从昌,靖保平,龚云. 机床与液压. 2016(04)
[8]Influence of Magnetic Reluctances of Magnetic Elements on Servo Valve Torque Motors[J]. LIU Changhai,JIANG Hongzhou. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(01)
[9]射流管伺服阀前置级冲蚀磨损数值模拟[J]. 訚耀保,付嘉华,金瑶兰. 浙江大学学报(工学版). 2015(12)
[10]射流管伺服阀前置级压力特性[J]. 訚耀保,王玉. 航空动力学报. 2015(12)
博士论文
[1]三级电液伺服阀特性及其控制技术研究[D]. 刘小初.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]三级伺服阀流场特性研究及故障仿真分析[D]. 王东魏.哈尔滨工业大学 2013
[2]射流管伺服阀的数学模型构建与分析[D]. 王洋.兰州理工大学 2012
本文编号：3246961
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.2 射流管式三级电液伺服阀国外研究现状
1.3 射流管式三级电液伺服阀国内研究现状
1.4 本文主要研究内容及章节安排
第2章 射流管式三级电液伺服阀模型建立
2.1 射流管三级电液伺服阀的结构和工作原理
2.2 射流管三级电液伺服阀的数学模型
2.2.1 力矩马达电磁力矩
2.2.2 基本电压方程
2.2.3 力矩马达运动方程
2.2.4 射流管放大器的数学模型
2.2.5 二级滑阀的数学模型
2.2.6 功率级滑阀的数学模型
2.3 本章小结
第3章 衔铁-反馈杆组件有限元分析
3.1 ANSYS Workbench仿真软件介绍
3.2 有限元法求解步骤
3.3 衔铁-反馈杆组件有限元仿真
3.4 本章小结
第4章 射流放大器流场分析
4.1 计算流体动力学基础
4.2 有限体积法简介
4.2.1 一维稳态对流扩散方程的有限体积法
4.2.2 三维稳态对流扩散方程的有限体积法
4.3 Fluent流场仿真软件介绍
4.4 射流放大器流场分析
4.4.1 射流放大器三维模型
4.4.2 射流放大器流场仿真
4.4.3 喷嘴与接收孔间距不同的流场仿真
4.4.4 劈尖角度不同的流场仿真
4.5 本章小结
第5章 射流管三级电液伺服阀动态响应分析
5.1 射流管三级电液伺服阀系统方框图
5.2 结构参数对射流管三级电液伺服阀动态响应的影响分析
5.2.1 射流管式三级电液伺服阀动态响应建模仿真分析
5.2.2 劈尖角度对动态响应的影响
5.2.3 喷嘴与接收孔间隙对动态响应的影响
5.2.4 功率级滑阀阀芯面积对动态响应的影响
5.2.5 反馈杆刚度对动态响应的影响
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]力反馈式射流管伺服阀建模及动特性仿真研究[J]. 李曙光,胡良谋,曹克强,谢志刚,曹伟. 火力与指挥控制. 2017(10)
[2]3维离心环境下射流管伺服阀的零偏特性[J]. 訚耀保,王玉. 上海交通大学学报. 2017(08)
[3]射流管伺服阀前置级的动态流场分析[J]. 陈佳,袁朝辉,郭强,褚渊博. 仪器仪表学报. 2017(07)
[4]温度对力矩马达气隙磁阻和极化磁动势的影响[J]. 秦嘉言,李长春,延皓,李磊. 机床与液压. 2017(09)
[5]射流管伺服阀用喷嘴孔的形式探讨[J]. 李致远,杨丽,袁建光,赵龙,王本术. 液压气动与密封. 2017(01)
[6]油温对射流管式伺服阀力矩马达振动特性的影响[J]. 訚耀保,郑云平. 流体传动与控制. 2016(05)
[7]基于FLUENT的射流管伺服阀前置级放大器流场的数值仿真[J]. 赵康,傅连东,湛从昌,靖保平,龚云. 机床与液压. 2016(04)
[8]Influence of Magnetic Reluctances of Magnetic Elements on Servo Valve Torque Motors[J]. LIU Changhai,JIANG Hongzhou. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(01)
[9]射流管伺服阀前置级冲蚀磨损数值模拟[J]. 訚耀保,付嘉华,金瑶兰. 浙江大学学报(工学版). 2015(12)
[10]射流管伺服阀前置级压力特性[J]. 訚耀保,王玉. 航空动力学报. 2015(12)
博士论文
[1]三级电液伺服阀特性及其控制技术研究[D]. 刘小初.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]三级伺服阀流场特性研究及故障仿真分析[D]. 王东魏.哈尔滨工业大学 2013
[2]射流管伺服阀的数学模型构建与分析[D]. 王洋.兰州理工大学 2012
本文编号：3246961
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