液压缸液压刚度的计算

论述了液压缸液压刚度限制伺服系统总性能的因素，给出了如何计算液压缸液压刚度的公式。

轧机变液压刚度电液弯辊力控制系统仿真分析

液压弯辊力控制系统是现代高精度轧机板形控制的核心。当油液弹性模量为1．2GPa，活塞直径为0．14m，活塞杆位置在0—60mm全范围变化时，液压刚度会由3．45GN／m变为11．6GN／m。本文针对在变液压刚度下电液弯辊力控制系统的动态特性进行仿真分析，讨论了电液弯辊力控制系统的稳定性，给出提高动态响应速度和提高控制精度的补偿方法及算法。

液压辊缝控制系统的液压刚度分析及背压选择

该文根据液压辊缝控制系统工作原理,建立了辊缝控制的液压刚度模型。重点分析了油液弹性模量和背压对液压刚度的影响关系,给出了负载变化产生压力冲击的估算方法。最后结合一起典型故障的处理,阐明合理选择背压的重要性和选择方法的具体应用。

基于液压弹簧刚度的阀控非对称缸建模仿真

针对一般方法建模时所定义的负载压力未能充分考虑非对称缸结构的不对称性和初始位置时液压弹簧刚度并非最小的问题,提出用等效承压面积加权平均的方法重新定义负载压力,推导出了滑阀线性化流量方程;利用液压弹簧刚度理论分析液压固有频率最小时非对称缸的初始位置和总容积,建立了阀控非对称缸的数学模型,提出了相应的设计准则,通过仿真和试验分析了该模型的动态特性,且与一般模型进行了比较。结果表明,该模型较一般模型更精确,更接近工程实际。

数控液压伺服阀组成与伺服油缸的性能分析

首先简单介绍了数控液压伺服系统的组成,对执行元件——液压缸进行精度分析。主要讨论了伺服阀开口的精确程度、阀口距与阀杆距的一致性对数控液压缸性能影响,阀口正开口量的大小决定单腔刚度的大小;而两个阀口开口量的差别以及阀口距和阀杆距的差别决定双腔联合刚度的范围。在数控伺服液压缸精度分析中,从伺服阀的加工精度、控制各传动件之间的总间隙等方面作了阐述,要提高定位精度,就必须将各传动之间的间隙减到最小,降低活塞杆内反馈螺杆副的螺距误差和积累误差等。

连铸机结晶器液压振动采用非对称型液压缸的传递函数的分析与计算

本文详细推导了在液压伺服系统中采用对称型液压缸经简化了的传递函数,并给出了相应的阀控液压缸和连铸机结晶器液压振动系统的方框图,对两腔面积比为2:1的非对称型液压缸与对称型液压缸相比,前者的阀的流量放大系数和压力流量系数均降低了0．05倍。本文还对某一实际采用的连铸机结晶器液压振动系统的主要参数如:液压刚度、液压固有频率、液压阻尼比、阀的最大速度增益、阀压降等进行了详细地数值分析和计算,由于非对称型液压缸一系列固有特点在液压伺服系统中获得了广泛应用。

基于传递函数的数字液压缸建模与分析

在考虑功率匹配和非对称结构特性的基础上,以液压弹簧刚度最小位置为工作点,推导了阀控非对称缸的传递函数,给出了合理的液压固有频率计算公式,建立了通用的数字液压缸传递函数模型。利用所建模型,分析了参数意义和系统特性,并结合具体参数进行了仿真验证。结果表明,受负载和非对称结构影响,数字液压缸正反向运动特性存在差异;系统性能由内反馈回路的结构参数决定,系统稳定性良好。

四辊轧机电液辊缝系统变刚度建模与控制研究

针对轧机压下缸行程变化带来的变刚度问题,借助轧制区动力学关系的引入,讨论了四辊轧机辊缝控制的机电液系统数学模型和控制要点。通过仿真与实测对比,验证了模型的有效性;以全工况下系统响应特性一致为目标,通过引入位移正反馈补偿,得到了改善大范围变刚度辊缝控制系统响应的方法;实测数据表明,所述方法能满足目标要求。最后简要讨论了用于提高板厚精度的自适应模型控制方法,并给出了实例。

交变载荷下液压缸非线性动态特性的数值分析方法

针对交变载荷作用下的液压缸动力学特性,进行了数值仿真分析研究。首先,阐述了液压弹簧刚度非线性变化引起的软硬弹簧现象,以及时变摩擦力随速度变化呈现出负阻尼特征的产生机理,指出二者耦合作用是造成液压缸出现非线性动态特性的根本原因;之后,采用数值方法离散时间域步长,基于Taylor展开法确定摩擦阻尼,通过迭代求解非线性微分方程,获得活塞的速度、位移等性能参数曲线;最后,通过具体算例,采用MATLAB软件对交变载荷作用下液压缸的动态特性进行数值仿真分析。仿真结果表明,所提方法与实测出现的时域波形复杂、尖峰繁多等现象相符,可以较好地模拟液压缸的非线性运动规律,能够对工程实际提供指导。

液压重载机械臂有限元分析

针对磨机更换衬板所用的液压重载机械臂,建立了三维模型,采用有限元方法对其静态和模态进行仿真.考虑了液压油的影响,计算了液压缸的等效刚度,得到了机械臂的应力、变形分布云图以及固有频率和振型,仿真结果与液压缸视为刚性时的结果相比,更合理,为机械臂的设计提供了理论依据.本文采用的方法为液压机械臂的分析和仿真提供了一种新的方法.

液压驱动双杆同步升降平台的运动特性研究

对液压升降平台的液压系统运动特性、液压系统刚度、液压驱动部件刚度进行研究;利用有限元模型,得出液压驱动双杆同步升降平台在额定载荷下的运动特性参数。对于液压升降平台而言,液压等效刚度随活塞位移的增加而减小;下降速度随位移增加而降低。在液压升降平台的整个运营过程中,液压系统的等效刚度呈现出明显的非线性特点。

伺服阀用液压放大式GMA的设计及建模

针对超磁致伸缩致动器输出位移有限,无法直接驱动伺服阀阀芯运动的问题,设计了一种基于柔性活塞的新型液压式微位移放大机构:由超磁致伸缩(GMM)棒驱动大活塞变形,并通过密闭容腔内的油液在小活塞端将GMM棒的输出位移放大。建立了超磁致伸缩致动器及其液压式微位移放大机构的耦合模型,采用弹性小挠度理论,有限元法和液压弹簧刚度理论对放大机构进行了分析和优化,并制作了样机。仿真和实验表明,所设计的液压式微位移放大机构可将GMM棒位移放大3.2倍,所建立的耦合模型较准确,误差在10%以内。

含有负弹性刚度负载的电液控制策略探讨

针对电液位置控制系统在负载弹性刚度含有负值时系统出现不稳定现象,以及外负载力方向切换时干扰大而导致系统定位刚度差等问题,对负载弹性刚度为负值的电液位置控制系统构成及其数学模型的分析。采用二阶微分正反馈补偿的方法可以消除负载弹性刚为负值时对系统造成不利的影响。液压弹簧刚度处于最小值时,系统稳定性差、响应慢,在此情况下对系统进行建模仿真,得到的系统特性曲线表明:采用二阶微分正反馈补偿后系统稳定且拥有足够的稳定裕量,系统能够达到3 Hz以上的频宽。

一种高刚度六辊轧机机架刚度和模态分析

建立了一种斜楔液压压下高刚度六辊轧机和普通六辊轧机的机架有限元模型,并进行静力学分析和模态分析,结果比较显示,高刚度轧机机架的静态刚度和垂向动态刚度均高于普通轧机,为该高刚度轧机机架的设计、应用和抑制振动等提供理论依据。

TBM推进机构静刚度建模与灵敏性分析

针对大突变载荷、极限重载荷作用条件下TBM液压推进机构承载能力,研究TBM液压推进机构刚度性能及其灵敏性。所述方法将并联连接的每个液压推进缸支链的缸体、活塞及液压油视作串联连接的多柔体,建立了推进缸静刚度模型,并用有限元法验证了其有效性。然后,运用并联机构微分运动原理建立了机构运动学模型,建立了变形协调方程和动力兼容方程,得到了机构静刚度的关系式,并用有限元方法验证了其有效性。利用灵敏性分析法得到了机构刚度与结构尺寸以及位姿之关系,结果表明:机构楔形角、动平台大小对机构横向x轴、竖向y轴刚度以及纵向z轴转动刚度影响较大,横向x轴、竖向y轴刚度及其转向刚度分别相等;机构各向刚度偏差分布规律相同且随着纵向位移的增加而逐渐减小,其计算偏差不超过2%。

伺服阀滑阀阀口系数影响因素分析

分析电液伺服系统中液压缸活塞位移、液压刚度、阀口开度、外负载刚度及阀芯与阀套间径向间隙对伺服阀阀口系数的影响。采用工作点线性化的处理方法,通过引入液压缸负载力方程,给出零开口电液伺服阀滑阀流量-压力系数和流量增益的计算公式,并对其影响因素进行分析。结果表明,在液压缸全行程中,流量-压力系数会随着液压缸活塞位移、外负载刚度及阀口开度的增加而增大,其中流量-压力系数随液压缸活塞位移的增大呈抛物线增长,其最大值约为最小值的2倍;流量增益随着液压缸活塞位移、外负载刚度的增大而减小,其中流量增益随液压缸活塞位移的增大而近似呈线性规律减小,其最小值约为最大值的1/2;阀芯与阀套间径向间隙对阀口系数随液压缸活塞位移变化率的影响不大;阀口系数在液压刚度取最小值附近时存在突变;同一液压刚度值可对应2个不同的液压缸活塞位移,分别对应的阀口系数值相差非常大。

基于Simpack的重载操作机刚柔耦合动力学分析

首先介绍了柔性物体进行动力学分析时连体基的选取原则,以保障物体的小变形效应.进而阐述了在连体基下弹性物体的主模态、约束模态,以此作为重载操作机刚柔耦合动力学分析的模态基底.由Jourdain虚功率原理,详细推导了刚柔耦合动力学分析虚功率方程,并且得到多体动力学分析的微分控制方程.另外,本文由流量守恒定律以及伯努利方程推导出液压等效的非线性刚度.最后,基于Simpack软件,分析了操作机提升运动和锻造作业两种典型工况.

Stewart平台的综合谐振频率研究

载人的大惯量Stewart平台,多采用液压伺服系统驱动,其必然存在液压-机械综合谐振问题。这是由于油液的可压缩性、传动铰链的弹性及负载惯性等引起的。本文首先根据力-变形关系推导出Stewart平台的刚度矩阵,然后分别根据铰链和液压缸各自组成构件的串并联关系,推导出三维万向铰链和液压弹簧刚度的数学模型。进而建立了液压Stewart平台的无阻尼动力学方程,并据此研究了系统的综合谐振频率。理论计算与实验结果表明,平台的位姿、油液与铰链的刚度等因素决定了系统的综合谐振频率。

基于ADAMS/Car的半主动悬架整车平顺性仿真研究

利用ADAMS/Car建立了传统被动弹簧与液压缸串联的半主动悬架模型,与其它子系统装配组成整车仿真模型,并利用该模型详细论述了在悬架其它参数不变的情况下,改变液压缸等效刚度对车辆平顺性的影响。整车仿真结果表明,液压等效刚度过大,车辆在通过路面凸起处时车体质心垂向加速度较大,不利于提高乘员的舒适性;液压等效刚度过小,车辆在通过路面凸起处后车体质心加速度衰减较慢,同样不利于改善车辆的平顺性。悬架刚度只有选择适当才能对车辆平顺性有所改善。

先导腔动压反馈比例溢流阀设计与性能分析

普通比例溢流阀在高压、大流量工作时,其调压偏差大、压力波动大,同时会引起调压弹簧疲劳,产生振动和噪声,降低了使用寿命及可靠性。针对以上问题,基于G型π桥液阻网络原理,设计了一种先导腔动压反馈电液比例溢流阀,提出采用液压刚度(活塞式)替代先导阀弹簧刚度的设计方法,以提升先导阀芯响应速度和整体稳定性。对溢流阀进行了结构设计、原理分析、数学建模及仿真分析,并根据优化后的结构参数进行设计和实验验证。结果表明,该溢流阀高压时调压偏差低,在压力26.25 MPa时比普通阀降低了72%,最低为0.53 MPa;动态特性良好,超调最低为0.94%,阀芯振动减小,工作平稳。将溢流阀用于ZL50G型装载机上,代替原有的动臂油路上溢流阀和背压用电磁溢流阀,分析了空载状态下溢流阀对工作装置动作的影响,仿真分析结果表明,溢流阀压力波动降低了70%,系统工作稳定性得到提高。