综合传动液压供油系统压力脉动特性研究

发布时间：2017-06-08 04:16

  本文关键词：综合传动液压供油系统压力脉动特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：液压系统作为制造机械、船舶机械、工程机械等行业的重要组成部分,对系统稳定性、精确控制要求越来越高,因此对液压系统的振动和噪声实施有效控制已变得非常重要和紧迫。压力脉动是液压系统振动和噪声的主要根源之一,在大多数情况下压力脉动对系统的正常运行都是不利的。因此研究系统中产生压力脉动的机理及影响因素,对于提升液压系统性能,改善工作环境都具有重要意义。本文以综合传动液压供油系统装置为研究对象,建立了典型的液压供油系统数学模型,以及非恒定流激励下油液直管道流固耦合模型,并借助相关分析软件对系统压力脉动产生原因及影响因素进行了深入的仿真分析,并对分析结果进行了台架实验验证。主要研究内容如下:(1)阐述了本课题的研究背景和研究意义。深入研究了液压供油系统中产生压力脉动的机理。概述了国内外关于液压系统压力脉动的研究现状,同时阐述了国内外学者关于油液管道流固耦合振动的研究现状。明确了本文的研究方向。(2)建立了完善的典型液压供油系统数学模型。随后利用MATLAB/Simulink建立了液压供油系统的仿真模型,基于仿真模型,对比分析了恒流量激励下及非恒流量激励下液压系统压力脉动特征。(3)基于建立的数学模型和MATLAB/Simulink仿真模型,深入研究了影响液压供油系统压力脉动的因素,并给出不同因素下,系统中压力脉动的变化趋势。(4)基于Timoshenko梁模型,建立在非恒定流激励下液压直管道的流固耦合振动数学模型,并利用ANSYS有限元分析软件对脉动流激励下的油液直管道进行仿真分析,重点研究油液直管供油油量及油液温度对直管道应力及压力脉动的影响。(5)设计了实验台架进行实验。实验台搭好后,利用LabVIEW软件进行数据采集,随后利用MATLAB软件进行数据分析和对比,从而验证仿真结果的正确性。
【关键词】：压力脉动 综合传动 液压系统
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH137
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-25
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 压力脉动产生机理13-18
• 1.2.1 压力脉动种类和特征13-15
• 1.2.2 液压系统液压元件压力脉动产生原理15-17
• 1.2.3 液压系统故障产生压力脉动17-18
• 1.3 国内外研究现状18-23
• 1.3.1 液压系统动力源泵的研究现状19-20
• 1.3.2 液压系统动力源外部研究现状20-23
• 1.4 当前研究中存在的不足23
• 1.5 课题主要研究内容23-24
• 1.6 本章小结24-25
• 第2章 液压供油系统数学模型与仿真研究25-38
• 2.0 液压供油系统25-26
• 2.1 齿轮泵建模26-27
• 2.2 管道建模27-29
• 2.2.1 管道液阻数学模型28
• 2.2.2 管道液感数学模型28-29
• 2.2.3 管道液容数学模型29
• 2.3 过滤器建模29-30
• 2.4 直动式溢流阀建模30-32
• 2.4.1 溢流阀升压过程31
• 2.4.2 溢流阀阀芯运动过程31-32
• 2.5 模型验证与仿真分析32-37
• 2.5.1 液压系统结构参数32-34
• 2.5.2 建立MATLAB/Simulink仿真模型34
• 2.5.3 仿真分析34-37
• 2.6 本章小结37-38
• 第3章 液压供油系统压力特性的影响因素研究38-57
• 3.1 液压供油系统工况对压力脉动影响研究38-45
• 3.1.1 齿轮泵工况对压力脉动的影响38-41
• 3.1.2 油液工况对压力脉动的影响41-45
• 3.2 液压供油系统液压元件参数对压力脉动影响45-54
• 3.2.1 齿轮泵45-46
• 3.2.2 油液直管道46-49
• 3.2.3 直动式溢流阀49-54
• 3.3 其他因素分析54-56
• 3.3.1 管道流量与阀口输入流量相位差对系统压力的影响54-56
• 3.4 本章小结56-57
• 第4章 脉动激励作用下液压管道特性研究57-78
• 4.1 液压直管道动力学方程57-61
• 4.1.1 直管道的受力分析57-60
• 4.1.2 直管的弯曲变形分析60-61
• 4.2 液压直管道的流固耦合振动方程61-63
• 4.2.1 直管道轴向振动方程61
• 4.2.2 直管道径向振动方程61-62
• 4.2.3 流体连续性方程62-63
• 4.2.4 流体动量方程63
• 4.3 脉动流激励作用下直管道流固耦合振动方程63-65
• 4.4 基于ANSYS脉动流激励下管道流固耦合仿真分析65-77
• 4.4.1 基于ANSYS有限元软件的脉动流激励下直管道流固耦合求解过程65-69
• 4.4.2 输入条件——UDF文件编写69-71
• 4.4.3 供油量对流量脉动激励下油液管道流固耦合影响研究71-74
• 4.4.4 油液温度对流量脉动激励下油液管道流固耦合影响研究74-77
• 4.5 本章小结77-78
• 第5章 液压供油系统压力特性试验研究78-91
• 5.1 试验台架方案78-79
• 5.1.1 试验台架78-79
• 5.1.2 压力传感器布置79
• 5.2 试验装置及仪器79-83
• 5.2.1 动力装置79
• 5.2.2 液压油散热装置79-80
• 5.2.3 控制面板80-81
• 5.2.4 压力传感器81-83
• 5.3 数据采集系统83-85
• 5.3.1 采集系统软件及采集程序编写83-84
• 5.3.2 采集系统机箱及控制器84
• 5.3.3 采集系统数据采集板84
• 5.3.4 采集系统接线盒84
• 5.3.5 采集系统屏蔽电缆84-85
• 5.4 试验方案85
• 5.4.1 液压供油系统参数85
• 5.4.2 试验过程85
• 5.5 试验结果分析85-90
• 5.5.1 原始数据分析85-86
• 5.5.2 齿轮泵转速对液压供油系统压力特性影响分析86-90
• 5.6 本章小结90-91
• 第6章 结论与展望91-93
• 6.1 本文主要结论91-92
• 6.2 本文创新点92
• 6.3 后续工作展望92-93
• 参考文献93-98
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单98-99
• 致谢99

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