针对传统蓄能器在蓄能和释能过程中压力变化大容易引起系统压力不稳定的问题,提出了一种基于弹簧储能的恒压蓄能器。首先分析装置的工作原理,然后推导并求解关键零件凸轮的轮廓曲线方程。对某液压系统蓄能器的关键参数进行设计,在ADAMS软件中搭建其仿真模型,对流量变化时蓄能器的恒压效果进行了模拟验证,稳定工作时恒力偏差在1％以内。为液压式储能设计提供参考依据。

针对轴向柱塞泵滑靴副的润滑特性问题,在滑靴表面布置微织构,设计正交试验方案,仿真研究了滑靴副的工况参数(膜厚、转速)、表面织构的形状参数(坑形、直径、深径比)及面积率对滑靴副表面承载力的影响,结果表明,多影响因素的主次顺序为:转速、面积率、坑形、直径、深径比、膜厚;多因素的最优组合为:转速1500 r/min、面积率20%、圆球形、直径500 μm、深径比0.4、膜厚20 μm;根据压力、速度云图,分析了微织构表面的流体动压润滑效应及提升表面承载力的机理。在最优组合的基础上,分析了单因素变化对承载力的影响。

某锅炉用楔形双闸板闸阀在实际使用过程中出现了闸板密封面磨损严重、阀体上导轨槽与闸板上导轨翻边现象,这会对阀门密封面及其整体结构造成很严重的破坏,影响使用寿命。结合尺寸链理论对导轨间隙尺寸进行分析,对导轨槽挤压应力进行校核,并基于热固耦合仿真分析方法对其进行模拟。结果表明:由于导轨间隙尺寸过大,闸板提起时不能及早使两密封体完全脱离产生磨损,导轨结构尺寸的不合理使其导轨上挤压应力不满足要求,在长期高压高温工况使用下,阀体导轨槽产生屈服被压溃,致使闸板倾斜挤压密封面,造成进一步的磨损破坏。根据研究结果对闸板上导轨结构尺寸进行优化改进,满足了所需应力要求,减小磨损程度。此研究可为该类阀门的设计及优化提供一定的参考依据。

方孔滤网是航空燃油系统典型的污染控制元件,易出现堵塞等问题,严重影响滤网及系统可靠性。运用流体仿真软件建立了方孔滤网简化模型,采用CFD-DEM耦合的方法,研究方孔滤网元件过滤过程,分析油液清洁度、滤网精度对过滤效率的影响。结果表明:滤网过滤初期主要是表面介质过滤,小于网孔颗粒群卡滞网孔是滤网过滤中期拦截的关键。颗粒浓度和滤网精度对滤网过滤效率有重要影响。颗粒浓度越高,颗粒过滤效率越低;相同颗粒在通过不同规格滤网时的过滤效率存在较大差异,其中滤网规格越小,通过的过滤速度越低,过滤效率越高,拦截颗粒越多。在保证过滤性能情况下,滤网规格选用精度可提高一级。

针对压力冲击引起的串联伺服阀液压位置伺服系统振动和噪声问题,基于AMESim仿真模型对两级串联伺服阀液压位置伺服系统进行了压力冲击特性分析。其中考察了系统流量、伺服阀附加开启增益、外部负载以及系统溢流压力等因素对系统压力的影响。研究结果显示,在不同的系统流量或溢流压力的工况条件下,采用串联伺服阀方案可将液压缸进口冲击压力降低8%~11%;而在开启增益系数或外载荷变化的工况条件下,虽然抑制效果并不明显,但冲击压力超调量逐渐减小,系统对于变化的响应将更加平稳有助于减少系统中的冲击和振动,最后提出了一种具有更高可靠性和适应性的应用推广新思路。

为了提升压剪试验机的整体稳定性与可靠性,对压剪试验机结构及集中泵站液压系统仿真建模方法进行了研究。分析压剪试验机结构,明确该结构的工作原理,确定集中泵站液压系统控制压剪试验机结构的详细流程,采用机械结构专用的Abaqus有限元软件构建压剪试验机结构的有限元模型,在MATLAB仿真试验软件中,模拟分析集中泵站液压系统对压剪试验机结构的有限元模型作用情况,通过仿真模型分析压剪试验机变化情况。仿真结果显示,使用集中泵站液压系统作用于压剪试验机结构有限元模型,能够明显改善压剪试验机的位移变化情况,避免压剪试验机发生变形,提升试验机的稳定性。同时使用该集中泵站液压系统能够降低试验机应变数值,控制精度始终在90%以上,可以提高试验机的可靠性。

全自动运行列车制动电阻液压风机是一种利用液压技术驱动的设备,在列车运行过程中,其性能受到多个因素影响,容易导致输出气流或气压不稳定问题,因此研究全自动运行列车制动电阻液压风机的自动控制技术具有重要意义。在列车与轨道间作用力的基础上,构建列车制动模型,获取制动力矩,将相对扭转角作为基础,计算自旋蠕滑力矩,根据瞬时蠕滑速度,计算出列车车轮与轨道间的粘着力矩;构建列车驱动模型,建立制动力矩主动分配目标函数,利用Park变换和Clarke变换,获取电阻液压风机电磁转矩,通过转子磁链与控制频率实现电阻液压风机的自动控制。实验结果表明:该控制方法在列车制动控制过程中,其风机效率及恒速占比均值分别为5.26 s和99.77%,控制电阻后的风机电压与理想电压基本一致,能够高效恒定的实现制动电阻液压风机控制,提高列车的安全性。

由于流体介质的弹性和惯性特性,液压柔性机械臂容易出现振动问题,导致机械臂控制精度降低、控制稳定下降问题。为此,提出基于刚柔耦合的液压柔性机械臂抑振控制方法。首先,构建机械臂振动控制目标函数,以实现液压柔性机械臂的振动变化范围最小化为目标,设计机械臂抑振控制约束;其次,利用输入整形法改进负输入整形器,对机械臂柔性运动引起振动加以抑制;然后,设计反馈线性化控制器实现机械臂刚性运动引起振动进行抑制;最后,将整形器与控制器相结合,实现液压柔性机械臂刚柔耦合抑振控制。实验结果表明,经过本研究方法处理后,振幅始终保持平稳状态,对数衰减率可达4.6,控制误差不超过0.09 rad,对机械臂抑振控制效果得到提升。

过滤器是液压系统清洁油液的元件,油液颗粒污染物会逐渐堵塞过滤器的滤网,使滤网两侧油液压差增大。当压差超过滤芯骨架的临界承载压力,骨架会发生压溃失效故障。为研究过滤器堵塞情况下,骨架受外压作用产生的强度变化情况,以某型油液过滤器为研究对象,通过非线动力学和非线性屈曲仿真,求解骨架等效应力和变形。结果发现滤芯骨架压差超过13.5 MPa时,最大等效应力超过材料屈服强度,有发生塑性变形的风险。骨架失稳I阶非线性屈曲载荷为13.5 MPa,失稳变形量10.59 mm,大于过滤器骨架失效变形标准;最大应力为963.7 MPa,超过材料屈曲强度。此时骨架在结构弱化效应作用下失去了原有刚度,发生了阶跃失稳,导致骨架压溃失效。研究结论为过滤器临界载荷预判和设计提供一定参考。

法兰螺栓密封可靠是整个液压系统安全运行的前提。根据惠斯通电桥原理,采用试验手段研究了螺纹表面润滑状态、拧紧次数对螺栓拧紧力矩系数的影响。试验结果表明:对于同一套螺栓,在施加相同的安装力矩下,与螺纹表面未涂抹润滑脂相比,螺纹表面涂抹润滑脂时螺栓受到的预紧力更大,且预紧力受拧紧次数的影响较小;对于不同套螺栓,与螺纹表面未涂抹润滑脂相比,螺纹表面涂抹润滑脂时螺栓受到的预紧力一致性更好,测得的螺栓拧紧力矩系数离散性更小。液压设备系统安装中应尽量保证在螺纹表面涂抹润滑脂,如二硫化钼,一方面可防止螺栓咬死,另一方面可确保法兰上的一圈螺栓获得预期预紧力,且受到的预紧力较为一致。

以孔口流动、平行板缝隙流动为理论依据,通过布尔运算获得分布于曲面上的多边形阀口区域几何尺寸,对该区域通过网格划分,运用流体动力学分析理论,探索出了分布于曲面上的复杂形状阀口处泄漏量的仿真计算方法,对于指导此类转阀的设计计算提供了仿真依据。同时,理论上计算出了给定压力下不同间隙尺寸的泄漏量,对配合间隙的选用提供了参考。同时也计算了不同液体黏度、不同入口压力下的泄漏量。最后对此类转阀在设计、制造、试验中的一些经验进行了简要总结。

燃油压力调节阀是船舶动力系统的重要组成部件,主要用于稳定供油系统的燃油压力,减小系统压力波动对燃机的影响。基于现代船舶航程远、体量大的特点,设计了一种适用于大流量燃油系统的压力调节阀,分析了其工作原理,研究了调节阀内的燃油流动模型,通过数值仿真分析了内部流场,搭建了一套基于实际供油系统的试验系统,对两种不同工况的系统参数进行了试验。结果表明,所设计的燃油压力调节阀结构合理,使用该阀后,系统流量、压力、响应时间符合燃机使用要求。

安全阀作为航空液压系统的关键组件,其性能优劣会直接影响航空飞行的安全与稳定。针对某航空液压系统用安全阀出厂试验与外厂检验开启压力不同的现象展开,以试验台压力脉动对安全阀开启压力的影响作为切入点,经过理论推导得到关于压力脉动幅值的安全阀开启压力数学表达式,并进行试验验证。试验结果证明:压力脉动频率对于安全阀开启压力没有影响,但是压力脉动幅值与开启压力呈现负相关。基于此结论,安全阀外场检验开启压力高的问题得以解决。本研究对航空液压元件测试、元件理论性能与实际性能一致性测试具有指导和借鉴意义。

以两级喷嘴挡板式电液伺服阀为研究对象,使用六西格玛的DMAIC方法,按照界定(Define)、测量(Measure)、分析(Analyze)、改善(Improve)、控制(Control)五个阶段逐步开展工作,解决阀底面四个密封口低温漏油问题。并且使用有限元分析法对密封部位进行仿真,结论与分析结果一致。通过本次团队协同工作,完成了每百万次采样数的缺陷数DPMO由858 000降低到160 000目标,实际改善88.3%,为企业迎接后续大批量订单奠定了技术基础,另外本次协同工作提升了各环节人员对过程控制的认识,提升了人员能力,同时,也为企业引入解决批产产品技术问题的新方法,可为企业经营质量提升提供了借鉴。

水雷、水下无人航行器等水中兵器作为海军的主战武器,在未来海战中将发挥重要作用。海水液压技术凭借自身独特的优势,在深海潜水领域得到广泛的应用。介绍了海水液压技术应用具有的独特优势及海水液压技术的发展现状,阐述了漂雷和水下无人航行器等水中兵器的工作原理,分析了海水液压技术在漂雷和水下无人航行器等水中兵器上应用存在的问题、注意事项及应对措施。

首次采用可高度模拟汽车离合器片工况的德国旋转式盘盘型摩擦试验机(WAZAU)对2种实验室调配的无级变速箱油(CVTF)的抗颤性进行比对测试,测试结果用行标规定的低速摩擦试验机(Low Velocity Friction Apparatus, LVFA)台架实验进行验证。结果表明:WAZAU试验机测定的2种CVTF的抗颤性能结果是CVTF B优于CVTF A,与LVFA结果一致。与LVFA台架耗油多且长程的特点相比,WAZAU所需的测试时间有所缩短,耗油量仅为50 mL,可快速有效的比对出CVTF的抗颤性能,方便在实验室中对种类繁多的添加剂和基础油进行快速的比对和筛选。此外,WAZAU在检测CVTF摩擦过程的噪音方面也更为直观有效,更有利于判断黏滑抖动的发生。

对某重型工程机械液压缸活塞杆小端断裂进行失效分析,提出了在不改变现场加工工艺条件的情况下,液压缸大小腔推、拉力产生的交变应力的应力幅区域与活塞杆小端变截面最大应力值处的减载槽区域重叠,是导致重型设备活塞杆小端断裂失效的主要原因。从这两个维度出发,提出了分散活塞杆小端变截面最大应力值处的减载槽区域和液压缸大小腔推、拉应力的应力幅区域解决方案,并通过液压缸加速寿命实验台做2F台架试验来验证改进措施的有效性,最终解决了重载型液压缸活塞杆小端疲劳断裂的问题。

针对伺服作动器在进行力学环境试验(振动、冲击)后,产品性能复测时出现异常抖动,分解发现安装于作动器滚珠丝杠副处的导向轴承发生断裂,该问题影响产品可靠性。借助理论结合有限元仿真进行失效机理分析表明:作动器与试验夹具安装连接处存在间隙,致使导向轴承在试验中实际响应量级被放大,径向承受过大载荷导致轴承发生断裂。依据分析结果,对试验夹具进行优化设计,并顺利通过振动、冲击试验考核。方法对设计此类作动器进行力学环境试验,以及对产品实际激励响应分析具有一定的工程指导意义。

针对市域D型车辆气密性试验标准和试验方法展开讨论,对传统车辆气密性试验方法进行总结并分析其优缺点。提出一种新的车辆气密性试验方法,并对该氦质谱气密性检测法原理及试验应用做了阐述,以及展望了市域D型车辆气密性试验的未来技术。

C形密封环是保证核电站反应堆压力容器密封的核心部件,其密封性能直接关系到核电厂安全稳定运行。目前核电站普遍使用的是密封层包银的C形环,但是包银C形环的使用温度一般限制在400 ℃以下,针对某设计温度高达550 ℃,且要经历多次冷、热态温度循环工况的某新型高温核电机组反应堆压力容器,介绍一种新型包镍C形环的主要结构材料、制造工艺和技术关键,并且通过搭建常温、高温性能试验台架,对该新型包镍C形密封样品环进行常温和高温下的各项冷、热态综合性能试验。试验结果分析表明:研究的新型包镍高温C形密封环在高温550 ℃下的泄漏率可达到≤5.0×10^-6 Pa·m³/s,可供核电站以及其他工程领域550 ℃高温用金属静密封环的密封检测和密封环的工程应用提供参考。