新型液压缓冲器缓冲机理研究

发布时间：2017-05-06 09:00

  本文关键词：新型液压缓冲器缓冲机理研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：现代工业生产中，自动化机构日益增多，各运动部件间的冲击碰撞频繁，为保证机构运动的平稳性，延长机构使用寿命，缓冲器得到广泛应用。在各类缓冲器中，液压缓冲器由于减速平稳，缓冲容量大，缓冲效率高，使用寿命长的优势，逐渐得到青睐。相比于国外，国内对于液压缓冲器的研究起步较晚，研究不透彻，技术不成熟。因此，本文对液压缓冲器中芯轴式液压缓冲器展开研究。论文主要研究内容如下： （1）分析芯轴式液压缓冲器的结构组成，提出主要性能指标，，分析关键结构的设计要求。根据理想缓冲器设计规律，得出缓冲力、缓冲行程的函数关系，节流口面积与其他结构参数的函数表达式。分析缓冲器内外缸筒间的缝隙泄漏，以及二者配合精度要求。得出复位装置选用机械弹簧与压缩气体弹簧的计算方法。分析缓冲器对于缓冲介质的性能要求。 （2）详细分析缓冲器运动部件的受力，包括撞头、内缸筒及隔离活塞。应用牛顿定律及液压流体力学方程建立液压缓冲器的数学模型，利用MATLAB软件对缓冲器工作过程进行数值仿真，获得不同冲击工况下的缓冲特性曲线，为缓冲器各关键参数与关键结构的设计提供了依据。 （3）针对决定缓冲性能的结构：节流口进行仿真分析，对比矩形、半圆形及三角形节流口的节流性能。利用FLUENT及其前后处理软件建立起节流口的模型并仿真，得出三者在相同流场条件下的压力、速度及温度分布图。根据仿真数据，确定合理的节流口形式。 （4）建立缓冲器三维模型，利用FLUENT动网格技术，对于缓冲器内部流场进行仿真，得出缓冲器内部流场情况，包括：流体流动形式，工作腔压力变化规律，高压腔压力、油液速度与节流芯轴直径、节流口分布之间的相互影响关系，得出其最优解。
【关键词】：液压缓冲器 芯轴 节流口 FLUENT 仿真分析
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目录6-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 液压缓冲器概述9-15
• 1.1.1 液压缓冲器简介9-11
• 1.1.2 国外研究及发展现状11-13
• 1.1.3 国内研究及发展状况13-15
• 1.2 液压缓冲器主要性能参数15-17
• 1.3 本课题的主要研究内容17-18
• 1.4 本章小结18-19
• 第2章 液压缓冲器关键结构分析19-34
• 2.1 缓冲能量分析20-21
• 2.1.1 缓冲能量的组成20
• 2.1.2 撞击能量损失的取舍20-21
• 2.2 缓冲力分析21-22
• 2.3 节流口过流面积函数分析22-24
• 2.4 内外缸筒公差配合的计算24-30
• 2.4.1 配合间隙内压差流24-25
• 2.4.2 配合间隙内剪切流25-27
• 2.4.3 内外缸筒配合精度的选择27-30
• 2.5 复位弹簧30-31
• 2.5.1 机械弹簧30
• 2.5.2 气体弹簧30-31
• 2.6 液压油的选择31-33
• 2.6.1 液压油物理性质的要求31-32
• 2.6.2 液压油的选择32-33
• 2.7 其他结构参数讨论33
• 2.8 本章小结33-34
• 第3章 液压缓冲器的数学建模及仿真分析34-43
• 3.1 前提假设34
• 3.2 数学模型的建立34-38
• 3.2.1 撞头及内缸筒受力分析34-35
• 3.2.2 节流口流量方程35-36
• 3.2.3 工作腔流量连续性方程36-37
• 3.2.4 隔离活塞运动分析37-38
• 3.3 数学模型至仿真模型的转化38-40
• 3.4 仿真结果分析40-42
• 3.4.1 运动物体对仿真结果的影响40-41
• 3.4.2 油液体积弹性模量的影响41-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第4章 液压缓冲器节流口对比优化43-53
• 4.1 FLUENT 软件简介43-45
• 4.2 节流口的仿真45-48
• 4.2.1 节流口的建模及网格划分45-46
• 4.2.2 定义流场初始条件46-47
• 4.2.3 求解及运算环境设置47-48
• 4.3 矩形节流口仿真结果分析48-50
• 4.4 三角节流口和半圆节流口仿真结果分析50-52
• 4.4.1 三角形节流口仿真结果分析50-51
• 4.4.2 半圆形节流口仿真结果分析51-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第5章 液压缓冲器流场仿真分析53-71
• 5.1 动网格简介53-56
• 5.1.1 弹簧平滑模型54
• 5.1.2 动态分层模型54-55
• 5.1.3 局部重构模型55-56
• 5.2 动网格仿真56-57
• 5.2.1 三维建模56
• 5.2.2 动网格计算模型设定56-57
• 5.3 仿真结果分析57-66
• 5.3.1 缓冲器动网格仿真流线分布57-60
• 5.3.2 缓冲器动网格仿真压力分布60-65
• 5.3.3 缓冲器动网格仿真油液速度分析65-66
• 5.4 缓冲器结构对流场的影响66-69
• 5.4.1 节流口分布对流场的影响66-68
• 5.4.2 芯轴直径对流场的影响68-69
• 5.5 本章小结69-71
• 第6章 结论与展望71-73
• 6.1 总结71-72
• 6.2 展望72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：348070