纯水液压系统管路瞬态压力脉动过程研究

发布时间：2017-08-11 22:14

  本文关键词：纯水液压系统管路瞬态压力脉动过程研究

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【摘要】：纯水液压技术作为一种安全无污染和绿色环保的新兴技术,随着人们对人与自然和谐相处的意识提高而越来越受到工程技术人员的重视。在流体传动领域,当管道内稳态流动的液体由于阀门突然关闭或者泵的突然停转,会导致管道内液体压力突然升高,进而产生管路瞬态压力脉动过程,在水力传输领域常称之为水击过程。瞬态压力脉动过程以及由此产生的气穴现象会对沿途压力管线和阀门造成损害。由于纯水与普通液压油物理性质的巨大差异,使得发生在纯水液压管路中的瞬态压力脉动过程不同于常见液压管路中的瞬态压力脉动过程。本课题计划对纯水液压管路中瞬态压力脉动现象进行仿真与试验研究,主要研究内容为:1.根据流体力学中的连续性方程和运动方程构建出纯水液压水平直管路瞬态压力脉动过程的数学模型。2.基于MATLAB/Simulink软件和有限差分法,对所建立的数学模型进行仿真分析,得到不同管路位置条件下以及不同初始流速下瞬态压力脉动的仿真结果,并利用遗传算法对管路动态摩擦项参数进行辨识,使仿真曲线与试验曲线更好吻合。3.设计并搭建试验平台,通过JMAG有限元软件对所设计的快速关断阀进行了可行性的理论论证,并确定了试验方案与试验步骤。4.对不同初始条件下的纯水液压瞬态压力脉动情况进行试验验证,得到压力脉动波形与高速摄像机拍摄得到的气穴产生与破灭图像并进行相关分析解释。建立存在气穴条件下的瞬态压力脉动仿真模型并将仿真结果与试验结果对比分析。本文的创新点如下:利用遗传算法对动态摩擦项因数进行参数辨识,通过对比仿真曲线和试验曲线来确定适应度函数,取得了较为良好的效果;设计了电磁铁式快速关断阀为试验的开展提供了便利,并通过利用JMAG有限元电磁仿真软件对其性能进行仿真,仿真结果和实际测试结果都验证了设计的可行性。
【关键词】：瞬态压力脉动过程 纯水液压 气穴 MATLAB/Simulink JMAG
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH137
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本文编号：658443