楔形缓冲液压缸缓冲机理与实验研究

发布时间：2017-08-17 11:11

  本文关键词：楔形缓冲液压缸缓冲机理与实验研究

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【摘要】：随着机械工业的快速发展,液压传动系统也向着高速、高压、高精度、重载的方向快速发展。当液压缸拖动沉重的负载以较高的速度运行到末端时,如果没有合适的缓冲装置,往往会发生剧烈的冲击和振动,伴随产生刺耳的噪声,甚至使紧固件松动,损坏液压传动零部件,具有很大的危险性。因此本文针对一种新型方便加工的缓冲结构——楔形缓冲,对其缓冲机理进行了较为深入的理论和实验研究。其主要研究内容如下:(1)将楔形缓冲液压缸缓冲过程分为局部压力损失、锐缘节流、可变节流三个阶段分别建立其流量方程,由此建立起整个缓冲过程的数学模型。运用MATLAB对数学模型进行仿真分析。(2)建立楔形缓冲液压缸的无杆腔、缓冲腔和排油孔流场三维模型。将活塞等物体作为刚体与流场进行耦合运算,运用FLUENT中的自定义函数与动网格技术实现缓冲过程动态数值模拟。分析数值模拟计算结果,证明用分阶段法描述缓冲过程的正确性。(3)搭建楔形缓冲液压缸缓冲实验平台,根据实验数据确定基于实验的仿真参数,对比分析实验结果与数学模型计算结果,验证数学模型的准确性和可靠性。(4)运用数学模型研究:楔角、楔角长度、入口倒角、倒角长度等结构参数和外载荷、供油压力等工况对缓冲过程中无杆腔压力和活塞速度的影响规律,其结果可用于优化现有的液压缸楔形缓冲结构。运用本文研究所得数学模型可以方便快速获得楔形缓冲液压缸的缓冲性能曲线,可为缓冲结构的设计、优化和提高液压缸整体可靠性提供理论指导;同时本文研究方法还可以为研究其余结构形式的缓冲装置提供参考,具有实际工程意义。
【关键词】：液压缸 缓冲过程 CFD 实验
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH137.51
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 课题的研究背景和意义8
• 1.2 液压缸缓冲机理8-9
• 1.3 液压缸缓冲的两种方式9-13
• 1.3.1 缸外缓冲9-11
• 1.3.2 缸内缓冲11-13
• 1.4 液压缸缓冲国内外研究现状13-15
• 1.5 本课题研究内容与研究方法15-18
• 2 楔形缓冲液压缸缓冲过程数学模型建立与分析18-34
• 2.1 楔形缓冲液压缸缓冲过程18-19
• 2.2 楔形缓冲液压缸缓冲过程数学模型建立19-27
• 2.3 楔形缓冲液压缸缓冲过程仿真分析27-32
• 2.3.1MATLAB仿真模型的建立27-29
• 2.3.2 仿真结果与分析29-32
• 2.4 本章小结32-34
• 3 基于CFD的液压缸缓冲过程动态数值模拟34-50
• 3.1 CFD技术简介34-36
• 3.1.1 FLUENT动网格技术34-35
• 3.1.2 FLUENT用户自定义函数（UDF）35-36
• 3.2 楔形缓冲液压缸缓冲过程数值模拟流程36-44
• 3.2.1 几何模型建立36-38
• 3.2.2 网格划分38-41
• 3.2.3 区域与边界定义41-44
• 3.2.4 数值模拟设置与求解44
• 3.3 楔形缓冲液压缸流场数值模拟结果分析44-49
• 3.4 本章小结49-50
• 4 楔形缓冲液压缸缓冲实验研究50-64
• 4.1 楔形缓冲液压缸缓冲实验方案50-51
• 4.2 楔形缓冲液压缸缓冲实验平台51-54
• 4.3 楔形缓冲液压缸缓冲实验结果54-56
• 4.4 楔形缓冲液压缸缓冲理论计算与实验测试结果对比分析56-62
• 4.4.1 基于实验的相关仿真参数确定56-59
• 4.4.3 数学模型计算结果与实验结果对比59-61
• 4.4.4 数学模型计算结果与实验结果产生误差的原因分析61-62
• 4.5 本章小结62-64
• 5 结构参数与工况对楔形缓冲液压缸缓冲过程的影响分析64-72
• 5.1 结构参数对楔形缓冲液压缸缓冲过程的影响64-69
• 5.1.1 楔角64-65
• 5.1.2 楔角长度65-66
• 5.1.3 缓冲套与缓冲孔间隙66-67
• 5.1.4 入口倒角67-68
• 5.1.5 倒角长度68-69
• 5.2 工况条件对楔形缓冲液压缸缓冲过程的影响69-71
• 5.2.1 外载荷69-70
• 5.2.2 供油压力70-71
• 5.3 本章小结71-72
• 6 总结与展望72-74
• 6.1 总结72
• 6.2 展望72-74
• 致谢74-76
• 参考文献76-80
• 附录80
• A. 作者在攻读硕士学位期间参加的项目80

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本文编号：688675