轴向柱塞泵的虚拟样机及油膜压力特性研究
发布时间：2021-01-27 11:03
轴向柱塞泵是液压系统中最重要的动力元件,广泛应用于各类机械装备中。轴向柱塞泵是机构和流体的统一体,机构向流体传递运动和能量,流体为摩擦副提供动力润滑油膜改善其摩擦条件,并传递出流量和压力进行做功。因此流体和机构耦合是轴向柱塞泵的基本特征,也是影响其性能的研究重点和难点。本学位论文针对轴向柱塞泵机构和流体多维模型耦合的虚拟样机技术展开研究,目的在于提高轴向柱塞泵的综合性能,为柱塞泵的结构设计和优化提供手段,具有广泛的工程应用背景和重要的学术研究价值。本学位论文创建了轴向柱塞泵液固耦合的虚拟样机环境,并研制了柱塞副油膜特性测试专用试验台,验证了虚拟样机的分析准确性,为柱塞泵的外部输出特性与内部流体特性研究提供了手段,为柱塞泵支承油膜理论研究和结构设计提供了一种新方法。针对轴向柱塞泵虚拟样机液固耦合的特点建立了机构和流体模型,机构模型包括三维刚体动力学子模型和柔性化子模型,流体模型包括流体功率传递子模型和柱塞副油膜支承子模型,通过建立接口模型链接各个子模型,进而构成了轴向柱塞泵的虚拟样机。这种建模方式考虑了柱塞泵三维运动机构的动力学因素和柱塞副油膜特性,并将其用于扭矩损失、流量损失和压力损失...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：242 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Summary
目录
符号清单
第一章 绪论
1.1 课题的源起和提出
1.2 轴向柱塞泵及其发展演变
1.2.1 轴向柱塞泵的发展演变
1.2.2 轴向柱塞泵的分类与发展趋势
1.3 轴向柱塞泵虚拟样机技术的研究现状和发展概况
1.3.1 虚拟样机技术概述
1.3.2 轴向柱塞泵的虚拟样机技术
1.4 轴向柱塞泵的柱塞副的研究现状和发展概况
1.4.1 轴向柱塞泵的主要摩擦副及其研究现状
1.4.2 轴向柱塞泵的柱塞副概述
1.4.3 轴向柱塞泵的柱塞副研究现状
1.5 课题的研究内容和研究意义
1.5.1 课题的研究内容
1.5.2 课题的研究意义
1.6 课题研究难点
第二章 轴向柱塞泵虚拟样机的机构模型
2.1 轴向柱塞泵的机构特征
2.2 轴向柱塞泵动力学特性分析
2.2.1 运动学分析
2.2.2 柱塞泵力学分析
2.3 轴向柱塞泵的机构虚拟样机
2.3.1 机构虚拟样机的基本假设
2.3.2 轴向柱塞泵的三维几何建模
2.3.3 轴向柱塞泵的物理建模
2.3.4 轴向柱塞泵的机构样机
2.4 轴向柱塞泵的机构样机的柔性化分析
2.4.1 柔性化理论
2.4.2 机构模型柔性化处理过程
2.5 本章小结
第三章 轴向柱塞泵虚拟样机的流体模型
3.1 轴向柱塞泵的流体特征
3.1.1 轴向柱塞泵的流体传递
3.1.2 轴向柱塞泵的流体特征
3.2 轴向柱塞泵的流体传动系统建模
3.2.1 流体传动系统建模假设
3.2.2 流体传动的功率传递
3.2.3 机械传动模型
3.2.4 液固耦合模型
3.2.5 配流模型
3.2.6 容腔与负载模型
3.2.7 整体模型构建
3.3 轴向柱塞泵柱塞副油膜特性建模
3.3.1 柱塞副的力学分析
3.3.2 柱塞副油膜特性数值计算分析
3.3.3 柱塞副油膜特性仿真
3.4 本章小结
第四章 轴向柱塞泵虚拟样机的接口与人机界面
4.1 轴向柱塞泵虚拟样机的结构
4.1.1 轴向柱塞泵虚拟样机的组成结构
4.1.2 轴向柱塞泵虚拟样机的接口和人机界面
4.2 轴向柱塞泵虚拟样机的模型间接口
4.2.1 几何模型与物理模型接口
4.2.2 流体模型与固体机构模型的接口
4.2.3 刚体模型与柔性体模型的接口
4.3 轴向柱塞泵虚拟样机的封装与人机界面
4.3.1 轴向柱塞泵虚拟样机的模型关系
4.3.2 轴向柱塞泵各个模型的封装与人机界面
4.3.3 轴向柱塞泵虚拟样机的封装与人机界面
4.4 本章小结
第五章 轴向柱塞泵试验方案和试验装置
5.1 轴向柱塞泵试验方案
5.2 模型泵设计
5.2.1 模型泵设计方案
5.2.2 模型泵的信号传输
5.2.3 柱塞副压力场模型泵设计
5.2.4 柱塞副温度场和油膜厚度模型泵设计
5.2.5 柱塞副摩擦力模型泵设计
5.2.6 压力冲击模型泵设计
5.2.7 模型泵设计其它注意问题
5.3 综合性能试验台设计
5.3.1 系统原理设计
5.3.2 负载形式与工作参数
5.3.3 系统主要元件选取
5.3.4 系统结构设计
5.3.5 电气控制系统设计
5.4 数据采集系统
5.4.1 数据采集硬件
5.4.2 数据采集软件
5.5 本章小结
第六章 轴向柱塞泵虚拟样机的试验评估与应用案例
6.1 轴向柱塞泵的虚拟和物理试验
6.1.1 轴向柱塞泵的虚拟测试
6.1.2 轴向柱塞泵的物理试验
6.1.3 轴向柱塞泵的试验条件和评估内容
6.2 轴向柱塞泵的开式系统试验特性评估
6.2.1 节流加载
6.2.2 溢流加载
6.3 轴向柱塞泵的闭式系统试验特性评估
6.3.1 压力测试
6.3.2 转矩负载测试
6.3.3 负载马达转速
6.4 轴向柱塞泵的压力、流量脉动特性评估
6.4.1 压力脉动
6.4.2 流量脉动
6.5 轴向柱塞泵的内部特性评估
6.5.1 柱塞副流体特性
6.5.2 配流副流体特性
6.5.3 机械传动系统机构特性
6.6 应用案例
6.6.1 数字式轴向柱塞泵
6.6.2 交叉功率控制轴向柱塞泵
6.7 本章小结
第七章 结论及展望
7.1 结论
7.2 工作展望
参考文献
作者简历及在学期间所取得的科研成果及奖励
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SolidWorks二次开发的轴向柱塞泵参数化建模设计[J]. 许书生,徐兵,李春光,张斌. 机床与液压. 2010(09)
[2]轴向柱塞泵流动特性理论建模与试验分析[J]. 马吉恩,徐兵,杨华勇. 农业机械学报. 2010(01)
[3]轴向柱塞泵流体噪声的研究现状[J]. 杨华勇,马吉恩,徐兵. 机械工程学报. 2009(08)
[4]基于Solidworks二次开发的起重机斜梯参数化设计[J]. 周汝望,仲梁维. 精密制造与自动化. 2008(04)
[5]轴向柱塞泵/马达技术的发展演变[J]. 杨华勇,张斌,徐兵. 机械工程学报. 2008(10)
[6]液压技术与中国装备制造业[J]. 黄人豪. 流体传动与控制. 2008(02)
[7]基于虚拟样机技术的轴向柱塞泵运动特性仿真分析[J]. 高殿荣,范卓立. 液压与气动. 2007(04)
[8]液压技术的发展动向[J]. 彭熙伟,陈建萍. 液压与气动. 2007(03)
[9]基于SolidWorks平台的零件级二次开发[J]. 高航,孟宇. CAD/CAM与制造业信息化. 2006(09)
[10]工程机械中液压技术发展的新动向[J]. 黄传火. 采矿技术. 2006(02)
博士论文
[1]轴向柱塞泵流量脉动及配流盘优化设计研究[D]. 马吉恩.浙江大学 2009
硕士论文
[1]轴向柱塞泵柱塞副油膜特性测试系统研究[D]. 陈庆瑞.浙江大学 2008
[2]基于虚拟样机技术的轴向柱塞泵运动及动力特性仿真分析[D]. 范卓立.燕山大学 2007
[3]轴向柱塞泵虚拟样机仿真技术研究[D]. 杨智炜.浙江大学 2006
本文编号：3002940
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：242 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Summary
目录
符号清单
第一章 绪论
1.1 课题的源起和提出
1.2 轴向柱塞泵及其发展演变
1.2.1 轴向柱塞泵的发展演变
1.2.2 轴向柱塞泵的分类与发展趋势
1.3 轴向柱塞泵虚拟样机技术的研究现状和发展概况
1.3.1 虚拟样机技术概述
1.3.2 轴向柱塞泵的虚拟样机技术
1.4 轴向柱塞泵的柱塞副的研究现状和发展概况
1.4.1 轴向柱塞泵的主要摩擦副及其研究现状
1.4.2 轴向柱塞泵的柱塞副概述
1.4.3 轴向柱塞泵的柱塞副研究现状
1.5 课题的研究内容和研究意义
1.5.1 课题的研究内容
1.5.2 课题的研究意义
1.6 课题研究难点
第二章 轴向柱塞泵虚拟样机的机构模型
2.1 轴向柱塞泵的机构特征
2.2 轴向柱塞泵动力学特性分析
2.2.1 运动学分析
2.2.2 柱塞泵力学分析
2.3 轴向柱塞泵的机构虚拟样机
2.3.1 机构虚拟样机的基本假设
2.3.2 轴向柱塞泵的三维几何建模
2.3.3 轴向柱塞泵的物理建模
2.3.4 轴向柱塞泵的机构样机
2.4 轴向柱塞泵的机构样机的柔性化分析
2.4.1 柔性化理论
2.4.2 机构模型柔性化处理过程
2.5 本章小结
第三章 轴向柱塞泵虚拟样机的流体模型
3.1 轴向柱塞泵的流体特征
3.1.1 轴向柱塞泵的流体传递
3.1.2 轴向柱塞泵的流体特征
3.2 轴向柱塞泵的流体传动系统建模
3.2.1 流体传动系统建模假设
3.2.2 流体传动的功率传递
3.2.3 机械传动模型
3.2.4 液固耦合模型
3.2.5 配流模型
3.2.6 容腔与负载模型
3.2.7 整体模型构建
3.3 轴向柱塞泵柱塞副油膜特性建模
3.3.1 柱塞副的力学分析
3.3.2 柱塞副油膜特性数值计算分析
3.3.3 柱塞副油膜特性仿真
3.4 本章小结
第四章 轴向柱塞泵虚拟样机的接口与人机界面
4.1 轴向柱塞泵虚拟样机的结构
4.1.1 轴向柱塞泵虚拟样机的组成结构
4.1.2 轴向柱塞泵虚拟样机的接口和人机界面
4.2 轴向柱塞泵虚拟样机的模型间接口
4.2.1 几何模型与物理模型接口
4.2.2 流体模型与固体机构模型的接口
4.2.3 刚体模型与柔性体模型的接口
4.3 轴向柱塞泵虚拟样机的封装与人机界面
4.3.1 轴向柱塞泵虚拟样机的模型关系
4.3.2 轴向柱塞泵各个模型的封装与人机界面
4.3.3 轴向柱塞泵虚拟样机的封装与人机界面
4.4 本章小结
第五章 轴向柱塞泵试验方案和试验装置
5.1 轴向柱塞泵试验方案
5.2 模型泵设计
5.2.1 模型泵设计方案
5.2.2 模型泵的信号传输
5.2.3 柱塞副压力场模型泵设计
5.2.4 柱塞副温度场和油膜厚度模型泵设计
5.2.5 柱塞副摩擦力模型泵设计
5.2.6 压力冲击模型泵设计
5.2.7 模型泵设计其它注意问题
5.3 综合性能试验台设计
5.3.1 系统原理设计
5.3.2 负载形式与工作参数
5.3.3 系统主要元件选取
5.3.4 系统结构设计
5.3.5 电气控制系统设计
5.4 数据采集系统
5.4.1 数据采集硬件
5.4.2 数据采集软件
5.5 本章小结
第六章 轴向柱塞泵虚拟样机的试验评估与应用案例
6.1 轴向柱塞泵的虚拟和物理试验
6.1.1 轴向柱塞泵的虚拟测试
6.1.2 轴向柱塞泵的物理试验
6.1.3 轴向柱塞泵的试验条件和评估内容
6.2 轴向柱塞泵的开式系统试验特性评估
6.2.1 节流加载
6.2.2 溢流加载
6.3 轴向柱塞泵的闭式系统试验特性评估
6.3.1 压力测试
6.3.2 转矩负载测试
6.3.3 负载马达转速
6.4 轴向柱塞泵的压力、流量脉动特性评估
6.4.1 压力脉动
6.4.2 流量脉动
6.5 轴向柱塞泵的内部特性评估
6.5.1 柱塞副流体特性
6.5.2 配流副流体特性
6.5.3 机械传动系统机构特性
6.6 应用案例
6.6.1 数字式轴向柱塞泵
6.6.2 交叉功率控制轴向柱塞泵
6.7 本章小结
第七章 结论及展望
7.1 结论
7.2 工作展望
参考文献
作者简历及在学期间所取得的科研成果及奖励
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SolidWorks二次开发的轴向柱塞泵参数化建模设计[J]. 许书生,徐兵,李春光,张斌. 机床与液压. 2010(09)
[2]轴向柱塞泵流动特性理论建模与试验分析[J]. 马吉恩,徐兵,杨华勇. 农业机械学报. 2010(01)
[3]轴向柱塞泵流体噪声的研究现状[J]. 杨华勇,马吉恩,徐兵. 机械工程学报. 2009(08)
[4]基于Solidworks二次开发的起重机斜梯参数化设计[J]. 周汝望,仲梁维. 精密制造与自动化. 2008(04)
[5]轴向柱塞泵/马达技术的发展演变[J]. 杨华勇,张斌,徐兵. 机械工程学报. 2008(10)
[6]液压技术与中国装备制造业[J]. 黄人豪. 流体传动与控制. 2008(02)
[7]基于虚拟样机技术的轴向柱塞泵运动特性仿真分析[J]. 高殿荣,范卓立. 液压与气动. 2007(04)
[8]液压技术的发展动向[J]. 彭熙伟,陈建萍. 液压与气动. 2007(03)
[9]基于SolidWorks平台的零件级二次开发[J]. 高航,孟宇. CAD/CAM与制造业信息化. 2006(09)
[10]工程机械中液压技术发展的新动向[J]. 黄传火. 采矿技术. 2006(02)
博士论文
[1]轴向柱塞泵流量脉动及配流盘优化设计研究[D]. 马吉恩.浙江大学 2009
硕士论文
[1]轴向柱塞泵柱塞副油膜特性测试系统研究[D]. 陈庆瑞.浙江大学 2008
[2]基于虚拟样机技术的轴向柱塞泵运动及动力特性仿真分析[D]. 范卓立.燕山大学 2007
[3]轴向柱塞泵虚拟样机仿真技术研究[D]. 杨智炜.浙江大学 2006
本文编号：3002940
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/3002940.html
