高转速柱塞泵动态特性研究

发布时间：2017-09-13 06:09

  本文关键词：高转速柱塞泵动态特性研究

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【摘要】：飞机液压系统中一般使用高转速航空柱塞泵来减小液压系统的重量以提高其功重比。高转速泵不同于一般工业泵,随着泵转速的提高,其动态特性发生了很大变化。泵的压力脉动频率及由于旋转体偏心所带来的振动频率随转速提高,摩擦副之间的相对运动速度增大,泵的振动及吸排油特性都会产生很大变化。针对我国研制的航空柱塞泵存在寿命短、转速低、压力脉动大等问题,开展高转速柱塞泵动态特性研究,提高泵在高转速下的性能。研究内容如下：第一章,对高转速柱塞泵特点及国内外发展现状进行了阐述,概括了国内外在柱塞泵方面的研究,提出了本论文的研究内容及意义。第二章,对斜盘带横向倾角的柱塞泵运动学及排油特性进行分析,得到泵的运动学方程；对泵的关键零部件进行了受力分析,对泵的壳体进行模态分析得到了壳体的固有频率,分析了泵在工作过程中可能出现的振动情况。第三章,为了更好模拟泵的实际工作情况,利用Adams搭建了柱塞泵的动力学模型,用AMEsim搭建泵的液压模型,然后通过接口,建立了泵的液固耦合模型；分析泵在不同转速下的压力脉动及斜盘动态特性；将泵轴、柱塞的ANSYS有限元模型替换动力学模型中的原有零部件,对泵进行刚柔混合动力学仿真,分析在额定工作条件下泵关键零部件的应力应变。第四章,为了研究离心涡轮对泵的吸排油特性的影响,用Fluent对高转速柱塞泵的内部流场进行仿真分析,研究其压力、流量输出特性。第五章,为了对泵压力脉动及斜盘倾角动态特性进行测试,搭建高转速泵的测试实验台,对泵的压力脉动、斜盘倾角的动态变化及泵壳体的振动进行测量,通过仿真与实验的对比,确定了仿真模型的正确性。第六章,总结了论文主要研究工作和研究成果,对论文的进一步研究提出了改进意见。
【关键词】：高转速柱塞泵 动态 离心增压 试验
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V245.1
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第一章 绪论14-23
• 1.1. 研究背景14-17
• 1.1.1. 高转速柱塞泵的特点14-15
• 1.1.2. 高转速柱塞泵的结构15-16
• 1.1.3. 高转速柱塞泵发展现状16-17
• 1.2. 轴向柱塞泵的研究现状17-21
• 1.2.1. 国外研究现状17-19
• 1.2.2. 国内研究现状19-21
• 1.3. 论文研究内容和意义21-23
• 1.3.1. 研究内容21-22
• 1.3.2. 论文研究意义22-23
• 第二章 柱塞泵动力学特性分析23-39
• 2.1. 柱塞泵运动学分析23-27
• 2.1.1. 斜盘带横向倾角的柱塞运动学原理24-25
• 2.1.2. 斜盘横向倾角对油泵排油性能的影响25-27
• 2.2. 柱塞泵力学分析27-32
• 2.2.1. 斜盘受力分析28-29
• 2.2.2. 滑靴的受力分析29-31
• 2.2.3. 柱塞的受力分析31-32
• 2.3. 泵壳体振动特性分析32-37
• 2.3.1. 泵内部振动传递路径分析32-34
• 2.3.2. 动力学有限元分析原理34
• 2.3.3. 仿真分析模型建模34-35
• 2.3.4. 柱塞泵壳体模态分析35-37
• 2.4. 本章小结37-39
• 第三章 高转速柱塞泵联合仿真分析39-64
• 3.1 泵动力学模型39-42
• 3.1.1. 商转速柱塞泵几何建模39-40
• 3.1.2. Solidworks与Adams接口40
• 3.1.3. Adams动力学模型40-41
• 3.1.4. Adams模型运动学验证41-42
• 3.2. AMESim液压模型42-49
• 3.2.1. 柱塞腔模型42-44
• 3.2.2. 配流盘模型44-48
• 3.2.3. 泵整体液压模型48-49
• 3.3. 高转速柱塞泵的联合仿真49-56
• 3.3.1. 联合仿真模型建立49-52
• 3.3.2. 联合仿真结果分析52-56
• 3.4. 刚柔混合动力学分析56-62
• 3.4.1. 柔性体的基本理论56-57
• 3.4.2. 柱塞及泵轴柔性化处理57-59
• 3.4.3. 刚柔混合动力学建模59-60
• 3.4.4. 仿真结果分析60-62
• 3.5. 本章小结62-64
• 第四章 高转速柱塞泵流场分析64-80
• 4.1. 柱塞泵流场仿真相关理论64-66
• 4.1.1. 基本守恒方程式64-65
• 4.1.2. 流体状态方程65-66
• 4.2. 内部流场仿真模型66-71
• 4.2.1. 泵流体区三维建模67-68
• 4.2.2. 泵流体区网格划分68
• 4.2.3. Fluent仿真设置68-71
• 4.3. 柱塞泵流场仿真分析71-79
• 4.3.1. 柱塞泵内部流场分析71-73
• 4.3.2. 泵吸油特性分析73-77
• 4.3.3. 泵的压力流量脉动分析77-79
• 4.4. 本章小结79-80
• 第五章 高转速柱塞泵试验测试分析80-92
• 5.1. 高转速轴向柱塞泵测试方案80-84
• 5.1.1. 测试系统原理设计80-81
• 5.1.2. 斜盘倾角测量机构设计81-82
• 5.1.3. 系统基本参数确定82-83
• 5.1.4. 系统关键元件的确定83-84
• 5.2. 测试试验台84-86
• 5.2.1. 信号采集及控制84-85
• 5.2.2. 加载试验系统85
• 5.2.3. 泵振动测量85-86
• 5.2.4. 信号采集控制程序86
• 5.3. 高转速泵的试验测试分析86-90
• 5.3.1. 泵的压力脉动测试86-87
• 5.3.2. 泵的斜盘倾角动态变化测试87-88
• 5.3.3. 泵的振动测试88-90
• 5.3.4. 实验与仿真数据对比分析90
• 5.4. 本章小结90-92
• 第六章 总结与展望92-94
• 6.1. 研究总结92
• 6.2. 研究展望92-94
• 参考文献94-99
• 作者简介99

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