液压管道阻尼振动特性仿真研究

发布时间：2017-10-04 13:28

  本文关键词：液压管道阻尼振动特性仿真研究

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【摘要】：管道是液压系统中极其重要的元件,它的动态特性直接影响液压系统的性能。开展液压管道阻尼振动特性研究,有助于人们更好地进行液压系统的管道结构设计和管网布局设计,进而提高液压系统可靠性；有助于实现液压系统的减振降噪,为低噪声型液压系统的设计提供参考；更有助于节能型液压系统的设计,从而降低系统能量损失。 本文基于流体力学基本规律,建立了压力冲击及脉动激励下液压管道阻尼振动特性的数学模型,并且开展了相关仿真分析。论文的主要内容如下： 第一章,阐述了课题的研究背景及意义,概述了管道非恒定摩阻和流固耦合振动机理,并且介绍了管道阻尼特性和振动特性的国内外研究现状。 第二章,介绍了液压管道摩擦阻力损失的传统摩阻经验模型以及基于该模型的拟恒定摩阻模型,并根据流体力学规律,建立了适用于非恒定流条件下计算管道摩擦阻力损失的非恒定摩阻模型。 第三章,基于Timoshenko梁模型,建立了非恒定流条件下液压直管道的流固耦合振动数学模型,并推导出了在压力冲击及脉动激励下振动模型的具体表达形式。 第四章,基于AMESim软件平台搭建液压元件阻尼与密封性测试平台模型,并基于该模型对液压管道的阻尼特性进行仿真研究,分析了在压力冲击及脉动激励下非恒定摩阻与传统摩阻经验模型的结果差异,并讨论了在非恒定流条件下影响液压管道摩擦阻力损失的因素。最后,基于本文的理论模型和仿真研究,得到了一些有助于设计节能型液压系统的结论。 第五章,基于ANSYS软件开展液压管道的流固耦合振动特性研究,利用有限元法求解液压管道的流固耦合振动仿真模型,探讨了在压力冲击和压力脉动激励下,液压管道的振动响应及其影响因素,并讨论了非恒定摩阻对管道振动的影响。 第六章,概述了本文的主要研究工作和成果,并展望了本课题今后需进一步开展的工作和方向。
【关键词】：液压管道 压力冲击 压力脉动 阻尼特性 流固耦合 振动特性
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137.86
【目录】：

• 致谢4-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.2 液压管道阻尼特性研究概述12-14
• 1.2.1 非恒定摩阻12-13
• 1.2.2 管道阻尼特性研究现状13-14
• 1.3 液压管道振动特性研究概述14-19
• 1.3.1 管道流固耦合振动机理14-16
• 1.3.2 管道振动特性研究现状16-19
• 1.4 液压管道振动特性的数值计算方法19-20
• 1.5 本文主要研究内容20
• 1.6 本章小结20-21
• 第2章 液压管道阻尼特性数学模型21-29
• 2.1 拟恒定摩阻模型21-24
• 2.1.1 传统摩阻经验模型21-23
• 2.1.2 非恒定摩阻的拟恒定化23-24
• 2.2 非恒定摩阻数学模型24-27
• 2.3 流体激励作用下液压管道非恒定摩阻数学模型27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 液压管道流固耦合振动特性数学模型29-41
• 3.1 液压直管道的动力学方程29-33
• 3.1.1 液压直管道受力分析29-32
• 3.1.2 管道的弯曲变形分析32-33
• 3.2 液压直管道的非线性流固耦合振动方程33-36
• 3.2.1 液压直管道轴向振动方程33
• 3.2.2 液压直管道径向振动方程33-34
• 3.2.3 流体的连续性方程34-35
• 3.2.4 非恒定流的动量方程35
• 3.2.5 微分方程总结35
• 3.2.6 边界条件35-36
• 3.3 脉动流激励下液压直管道流固耦合振动方程36-37
• 3.4 压力冲击激励下液压直管道流固耦合振动方程37-39
• 3.5 液压管道阻尼对振动响应的影响39
• 3.6 本章小结39-41
• 第4章 基于AMESim液压管道阻尼特性仿真分析41-61
• 4.1 液压元件阻尼与密封性测试平台介绍41-42
• 4.2 基于AMESim软件液压管道阻尼与密封性测试平台建模42-45
• 4.2.1 管道模型42-44
• 4.2.2 测试平台的建模44-45
• 4.3 压力脉动激励下液压管道阻尼特性分析45-53
• 4.3.1 压力传递损失45-46
• 4.3.2 仿真参数设置46
• 4.3.3 影响因素分析46-53
• 4.4 压力冲击激励下液压管道阻尼特性分析53-59
• 4.4.1 压力冲击信号及仿真参数设置53-55
• 4.4.2 影响因素分析55-59
• 4.5 本章小结59-61
• 第5章 基于ANSYS液压管道流固耦合振动特性仿真分析61-75
• 5.1 基于ANSYS有限元软件的液压管道流固耦合仿真求解过程61-63
• 5.2 压力脉动激励下液压管道流固耦合振动响应研究63-68
• 5.2.1 边界约束64-66
• 5.2.2 流体频率66-67
• 5.2.3 壁厚67-68
• 5.3 压力冲击激励下液压管道流固耦合振动响应研究68-71
• 5.3.1 边界约束68-69
• 5.3.2 流体冲击压力69-70
• 5.3.3 壁厚70-71
• 5.4 两种摩阻模型对管道振动响应的影响71-73
• 5.5 本章小结73-75
• 第6章 总结与展望75-79
• 6.1 论文总结75-76
• 6.2 工作展望76-79
• 参考文献79-85
• 攻读硕士学位期间科研成果85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：970952