风翼回转液压系统设计优化研究

发布时间：2017-10-19 14:16

  本文关键词：风翼回转液压系统设计优化研究

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【摘要】：近年来随着世界范围内能源危机的日益严重,航运业正在积极寻求新能源来达到船舶节能减排的目的。风能以其可再生、分布广泛的优点受到航运界的普遍关注,船舶利用风能的主要方式为风帆助航。为了使风帆达到较好的助推效果,风帆的角度需要由可靠的风帆驱动装置根据风向或航向的变化来适时调整。因此设计一套风帆驱动装置并对其优化对风帆助航技术的推广具有重要意义。首先,通过查阅风帆驱动系统的相关资料,选定开式回转液压系统作为风帆的驱动系统；选择一种适用于目标船的具有较大升力系数的多段翼风帆(风翼),根据该风翼的空气动力学性能,设计了目标船风翼回转液压驱动系统；对该回转液压系统比例缩小后搭建了液压回转实验台以利于实验研究。然后,分析了仿真技术在液压领域的应用,选用计算机辅助AMESim建模方法建立了风翼回转液压系统的仿真模型,并且根据液压系统元件选型结果设置系统模型的相关参数；将仿真结果与实验结果进行对比分析,验证了仿真模型的正确性,在此基础上对液压系统的部分特性进行分析和总结,找出了液压系统的相关不足,确定了系统的优化对象。最后,针对液压系统压力波动较大的现象分别采取加装蓄能器和动压阻尼器的方法,确定了对二者稳压性能影响较大的参数值：对比例调速阀的不同开口形式进行了分析和优化,通过减小调速阀阀芯行程两端的过流面积梯度,使系统各运行阶段的压力波动减小了52%以上；针对液压系统大负载启动时出现的短暂反向回转现象,提出了制动器延时松闸控制策略,确定了不同风阻力矩和制动器延时松闸时间的对应关系,其中额定风阻力矩下的延时时间确定为0.9秒。经过对液压系统的优化,系统压力波动和大负载下的反向回转现象得到了较好的解决,液压系统趋于完善。
【关键词】：风翼助航 回转液压系统 AMESim建模 优化
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U664.3;TH137
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 选题背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-17
• 1.2.1 风帆助航技术国内外研究现状10-14
• 1.2.2 风帆驱动系统国内外研究现状14-17
• 1.3 论文研究目的及意义17-18
• 1.4 论文主要工作18-19
• 第2章 风翼回转液压系统设计19-36
• 2.1 风翼回转系统驱动方式的选择19-22
• 2.1.1 船舶甲板机械驱动方式分析19-20
• 2.1.2 开式液压系统20-21
• 2.1.3 闭式液压系统21-22
• 2.2 风翼回转液压驱动系统原理22-24
• 2.2.1 风翼回转液压系统的功能22
• 2.2.2 风翼回转液压系统工作过程22-24
• 2.3 目标船风翼回转液压系统设计24-33
• 2.3.1 风翼和目标船的选定24-26
• 2.3.2 风翼受力分析26-30
• 2.3.3 液压系统元件计算与选型30-31
• 2.3.4 液压系统冷却器计算与选型31-33
• 2.4 风翼回转液压实验台设计33-35
• 2.4.1 风翼回转液压实验台原理33-34
• 2.4.2 风翼回转液压实验台元件选型34-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第3章 基于AMESim的风翼回转液压驱动系统建模36-45
• 3.1 仿真技术在液压领域的应用36
• 3.2 液压系统常见建模方法介绍36-38
• 3.3 基于AMESim的风翼回转液压系统模型建立38-44
• 3.3.1 AMESim软件简介38
• 3.3.2 基于AMESim软件的仿真建模过程38-40
• 3.3.3 风翼回转液压系统模型的建立40-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第4章 风翼回转液压系统模型实验验证及特性分析45-55
• 4.1 液压系统AMESim模型的实验验证45-48
• 4.2 风翼回转液压系统特性分析48-54
• 4.2.1 液压系统启制动状况分析48-50
• 4.2.2 液压油黏度对系统的影响50-51
• 4.2.3 换向阀内部配合间隙对液压系统影响51-52
• 4.2.4 液压系统大负载启动对系统的影响52-54
• 4.3 液压系统存在的不足54
• 4.4 本章小结54-55
• 第5章 风翼回转液压系统优化研究55-81
• 5.1 利用蓄能器减小系统压力冲击55-63
• 5.1.1 蓄能器简介及数学模型分析55-58
• 5.1.2 加入蓄能器后的仿真分析58-60
• 5.1.3 蓄能器参数的优化选择60-63
• 5.2 利用动压阻尼器减小系统压力冲击63-70
• 5.2.1 动压阻尼器结构原理及数学模型分析63-65
• 5.2.2 加入动压阻尼器后的仿真分析65-68
• 5.2.3 新型动压阻尼器参数的优化选择68-70
• 5.3 比例调速阀阀口结构参数优化70-76
• 5.3.1 调速阀过流面积形式的选择71-72
• 5.3.2 调速阀开口形式的优化选择72-76
• 5.4 风翼回转液压系统负载启动策略优化76-80
• 5.4.1 液压系统负载启动影响因素分析76-78
• 5.4.2 液压系统负载启动策略优化78-80
• 5.5 本章小结80-81
• 第6章 总结与展望81-83
• 6.1 总结81-82
• 6.2 展望82-83
• 参考文献83-89
• 攻读学位期间公开发表论文89-90
• 致谢90-91
• 作者简介91

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 吴智勇;刘海明;高明;谢秀芬;;基于LMS.AMESim平台的泵送液压系统建模仿真与试验研究[J];中国工程机械学报;2010年02期

2 董家寅;宋海兵;陈龙;江浩斌;耿国庆;朱万青;;旁通比例阀对ECHPS可变助力特性的影响[J];车辆与动力技术;2013年03期

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本文编号：1061558