仿生液压管路内壁纳米材料对其脉动吸收的性能研究
发布时间：2022-02-24 12:20
“高速高压”是液压传动系统未来的发展趋势之一,“高速高压”在提升液压传动系统的功重比的同时,也会加剧液压系统管路振动,给液压系统振动控制提出了更为严苛的要求。柱塞泵作为液压系统中重要的元件,其工作产生的流量脉动和机械振动大部分通过液压管路传递到系统。因此,通过吸收泵口流量脉动从而抑制管路振动,成为液压管路振动控制的重要研究方向。本文借鉴“动物心脏出口血管能够承受高频高压血液脉动”的生物学机理,发明一种仿生液压管路。构建了仿生液压管路流固耦合振动14-方程模型,并首次考虑摩擦耦合作用;对比不同弹性层材质、弹性层厚度、管路长度对柱塞泵出口流量脉动及管路振动的影响。主要研究工作及内容如下:（1）在传统液压管路流固耦合振动14-方程的基础上结合弹性材料本构模型,建立了仿生液压管路流固耦合振动14-方程模型,并首次考虑摩擦耦合作用;（2）通过非共价键改性的方法对单壁碳纳米管（SWCNTs）进行表面修饰,将其分散在室温硫化硅橡胶（RTV）中,制备出不同碳纳米管含量的RTV-SWCNTs复合材料试件。通过拉伸实验与扫描电镜实验对试件进行了实验研究,研究发现:SWCNTs含量为0.5 vol%时,SW...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究目的和意义
1.1.1 课题来源及研究背景
1.1.2 课题研究目的和意义
1.2 管路流固耦合振动研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 碳纳米管
1.3.1 碳纳米管力学特性
1.3.2 碳纳米管的表面改性对混合均匀度的影响
1.3.3 碳纳米管在摩擦学中的应用
1.4 论文主要研究内容
第2章 仿生液压管路流固耦合动力学模型
2.1 引言
2.2 简单液压直管流固耦合振动14-方程
2.3 仿生液压管路流固耦合振动14-方程的建立
2.3.1 仿生液压管路轴向动力学方程
2.3.2 仿生液压管路x-z平面动力学方程
2.3.3 仿生液压管路y-z平面动力学方程
2.3.4 仿生液压管路扭转动力学方程
2.3.5 仿生液压管路流固耦合模型
2.4 仿生液压管路流固耦合14-方程的求解
2.5 仿生液压管路流固耦合摩擦项
2.6 仿生液压管路边界条件和管路激励
2.6.1 仿生液压管路边界条件
2.6.2 仿生液压管路激励
2.7 本章小结
第3章 复合材料制备工艺与性能测试
3.1 引言
3.2 RTV-SWCNTs复合材料的制备
3.2.1 实验材料
3.2.2 实验仪器和设备
3.2.3 制备工艺及步骤
3.3 RTV-SWCNTs复合材料性能测试
3.3.1 RTV-SWCNTs复合材料拉伸实验
3.3.2 扫描电镜分析
3.4 本章小结
第4章 考虑摩擦耦合作用的仿生液压管路振动特性分析
4.1 引言
4.2 仿生液压管路流固耦合摩擦项的建立与求解
4.2.1 摩擦项的建立
4.2.2 仿生液压管路模态分析
4.3 模态实验
4.3.1 仿生液压管路模态实验步骤
4.4 仿生液压管路双向流固耦合仿真分析
4.4.1 仿生液压管路弹性层厚度对管路振动的影响
4.4.2 仿生液压管路长度对管壁振动的影响
4.5 本章小结
第5章 仿生液压管路振动实验研究
5.1 引言
5.2 仿生液压管路
5.3 仿生液压管路振动实验设备
5.3.1 仿生液压管路振动实验台
5.3.2 传感器元件及液压附件
5.3.3 仿生液压管路振动测试设备与采集控制程序
5.4 仿生液压管路流量脉动吸收实验
5.4.1 实验方案
5.4.2 仿生液压管路弹性层厚度对油液脉动的影响
5.4.3 仿生液压管路长度对油液脉动的影响
5.5 仿生液压管路振动测试实验
5.5.1 实验方案
5.5.2 仿生液压管路弹性层厚度对管路振动的影响
5.5.3 仿生液压管路长度对管壁振动的影响
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]流体压力对液压管路流固耦合振动特性的影响研究[J]. 安晨亮,马金玉,王阔强. 机电工程. 2018(11)
[2]高稳定性和水溶性的共轭聚电解质/单壁碳纳米管复合物的制备和表征[J]. 朱明晶,彭娟,唐萍,邱枫. 化学学报. 2018(06)
[3]PF/CNTs-Cu复合材料的制备及其载流摩擦磨损机理研究[J]. 吴晓光,张红波,尹健,熊翔,王培,邓朝勇,孙淼. 摩擦学学报. 2018(03)
[4]火箭增压管路多点随机激励试验技术研究[J]. 丁镇军,丁富海,王喆,陈贵龄,史淑娟. 航天器环境工程. 2017(05)
[5]纳米碳材料摩擦学应用的最新进展和未来展望[J]. 薛勇,杨保平,张斌,张俊彦. 材料导报. 2017(05)
[6]民用飞机液压系统安装维修性设计研究[J]. 孙晓,李长春,董强. 科技视界. 2017(04)
[7]液压管路流固耦合振动机理及控制研究现状与发展[J]. 权凌霄,孔祥东,俞滨,白欢欢. 机械工程学报. 2015(18)
[8]新型碳纳米添加剂的摩擦学性能研究进展[J]. 谢凤,李磊,葛世荣. 润滑油. 2013(03)
[9]液压源管路系统随机压力脉动可靠性研究[J]. 刘伟,刘永寿,姜志峰,岳珠峰. 振动与冲击. 2011(06)
[10]两种常用橡胶本构模型的有限元分析及其仿真[J]. 殷闻,靳晓雄,仝光. 上海电机学院学报. 2010(04)
博士论文
[1]聚芳醚/纳米碳复合材料的制备及性能研究[D]. 荣常如.吉林大学 2010
硕士论文
[1]典型输流管路结构流固耦合振动分析研究[D]. 王武.浙江大学 2018
[2]热油老化对丁腈橡胶力学性能及摩擦学特性的影响研究[D]. 阙刚.浙江工业大学 2017
[3]低温环境下橡胶材料超弹性本构模型探究[D]. 严永明.燕山大学 2016
[4]民用飞机液压弯曲管路流固耦合振动频域特性分析[D]. 李东.燕山大学 2016
[5]多壁碳纳米管/聚醚醚酮复合材料的制备及其摩擦学性能[D]. 曹宗双.太原理工大学 2015
[6]单壁碳纳米管力学性能研究[D]. 赵兵.燕山大学 2015
[7]SiC/丁腈橡胶复合材料的制备及性能研究[D]. 席航.哈尔滨工程大学 2014
[8]天然气管网的水力瞬变分析[D]. 于恩禄.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3642717
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究目的和意义
1.1.1 课题来源及研究背景
1.1.2 课题研究目的和意义
1.2 管路流固耦合振动研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 碳纳米管
1.3.1 碳纳米管力学特性
1.3.2 碳纳米管的表面改性对混合均匀度的影响
1.3.3 碳纳米管在摩擦学中的应用
1.4 论文主要研究内容
第2章 仿生液压管路流固耦合动力学模型
2.1 引言
2.2 简单液压直管流固耦合振动14-方程
2.3 仿生液压管路流固耦合振动14-方程的建立
2.3.1 仿生液压管路轴向动力学方程
2.3.2 仿生液压管路x-z平面动力学方程
2.3.3 仿生液压管路y-z平面动力学方程
2.3.4 仿生液压管路扭转动力学方程
2.3.5 仿生液压管路流固耦合模型
2.4 仿生液压管路流固耦合14-方程的求解
2.5 仿生液压管路流固耦合摩擦项
2.6 仿生液压管路边界条件和管路激励
2.6.1 仿生液压管路边界条件
2.6.2 仿生液压管路激励
2.7 本章小结
第3章 复合材料制备工艺与性能测试
3.1 引言
3.2 RTV-SWCNTs复合材料的制备
3.2.1 实验材料
3.2.2 实验仪器和设备
3.2.3 制备工艺及步骤
3.3 RTV-SWCNTs复合材料性能测试
3.3.1 RTV-SWCNTs复合材料拉伸实验
3.3.2 扫描电镜分析
3.4 本章小结
第4章 考虑摩擦耦合作用的仿生液压管路振动特性分析
4.1 引言
4.2 仿生液压管路流固耦合摩擦项的建立与求解
4.2.1 摩擦项的建立
4.2.2 仿生液压管路模态分析
4.3 模态实验
4.3.1 仿生液压管路模态实验步骤
4.4 仿生液压管路双向流固耦合仿真分析
4.4.1 仿生液压管路弹性层厚度对管路振动的影响
4.4.2 仿生液压管路长度对管壁振动的影响
4.5 本章小结
第5章 仿生液压管路振动实验研究
5.1 引言
5.2 仿生液压管路
5.3 仿生液压管路振动实验设备
5.3.1 仿生液压管路振动实验台
5.3.2 传感器元件及液压附件
5.3.3 仿生液压管路振动测试设备与采集控制程序
5.4 仿生液压管路流量脉动吸收实验
5.4.1 实验方案
5.4.2 仿生液压管路弹性层厚度对油液脉动的影响
5.4.3 仿生液压管路长度对油液脉动的影响
5.5 仿生液压管路振动测试实验
5.5.1 实验方案
5.5.2 仿生液压管路弹性层厚度对管路振动的影响
5.5.3 仿生液压管路长度对管壁振动的影响
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]流体压力对液压管路流固耦合振动特性的影响研究[J]. 安晨亮,马金玉,王阔强. 机电工程. 2018(11)
[2]高稳定性和水溶性的共轭聚电解质/单壁碳纳米管复合物的制备和表征[J]. 朱明晶,彭娟,唐萍,邱枫. 化学学报. 2018(06)
[3]PF/CNTs-Cu复合材料的制备及其载流摩擦磨损机理研究[J]. 吴晓光,张红波,尹健,熊翔,王培,邓朝勇,孙淼. 摩擦学学报. 2018(03)
[4]火箭增压管路多点随机激励试验技术研究[J]. 丁镇军,丁富海,王喆,陈贵龄,史淑娟. 航天器环境工程. 2017(05)
[5]纳米碳材料摩擦学应用的最新进展和未来展望[J]. 薛勇,杨保平,张斌,张俊彦. 材料导报. 2017(05)
[6]民用飞机液压系统安装维修性设计研究[J]. 孙晓,李长春,董强. 科技视界. 2017(04)
[7]液压管路流固耦合振动机理及控制研究现状与发展[J]. 权凌霄,孔祥东,俞滨,白欢欢. 机械工程学报. 2015(18)
[8]新型碳纳米添加剂的摩擦学性能研究进展[J]. 谢凤,李磊,葛世荣. 润滑油. 2013(03)
[9]液压源管路系统随机压力脉动可靠性研究[J]. 刘伟,刘永寿,姜志峰,岳珠峰. 振动与冲击. 2011(06)
[10]两种常用橡胶本构模型的有限元分析及其仿真[J]. 殷闻,靳晓雄,仝光. 上海电机学院学报. 2010(04)
博士论文
[1]聚芳醚/纳米碳复合材料的制备及性能研究[D]. 荣常如.吉林大学 2010
硕士论文
[1]典型输流管路结构流固耦合振动分析研究[D]. 王武.浙江大学 2018
[2]热油老化对丁腈橡胶力学性能及摩擦学特性的影响研究[D]. 阙刚.浙江工业大学 2017
[3]低温环境下橡胶材料超弹性本构模型探究[D]. 严永明.燕山大学 2016
[4]民用飞机液压弯曲管路流固耦合振动频域特性分析[D]. 李东.燕山大学 2016
[5]多壁碳纳米管/聚醚醚酮复合材料的制备及其摩擦学性能[D]. 曹宗双.太原理工大学 2015
[6]单壁碳纳米管力学性能研究[D]. 赵兵.燕山大学 2015
[7]SiC/丁腈橡胶复合材料的制备及性能研究[D]. 席航.哈尔滨工程大学 2014
[8]天然气管网的水力瞬变分析[D]. 于恩禄.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3642717
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