螺杆泵异常振动噪声的分析与处理

根据工业现场中出现的螺杆泵异常振动和噪声现象,在分析了系统结构和原理的基础上,对螺杆泵吸油管路的流阻特性进行了计算;并通过汽蚀余量分析了螺杆泵发生汽蚀的可能性。根据计算得到的各种数据,综合分析螺杆泵发生该异常工况的几种因素,确定了发生异常振动噪声的原因,并对每种可能造成螺杆泵系统异常振动和噪声的因素进行了排除和确认;通过现场施工消除了螺杆泵异常工况。

流体冷却系统网络流量分配特性

基于图论理论,建立流体冷却流体系统网络图论模型,针对系统单源单汇网络进行变换,得到了系统无源无汇网络图,通过对流体系统网络节点流量守恒和回路阻力守恒方程的分析,并采用拟牛顿迭代算法,对流体系统网络进行解算,得到了系统网络流量分配特性。基于图论理论的流体系统网络分析方法具有物理概念清晰、直观和迭代精度高等特点,通过对流体冷却系统的分析进一步验证该方法的有效性和可靠性,为复杂流体系统网络的分析探索出一条切实可行的方法。

流体系统网络变流阻系数解算方法

现代计算方法和手段的进步,使得基于图论的流体网络解算方法研究不断深入。针对流体网络图论解算算法,分解了拟牛顿法的解算过程,并结合实际流体网络,首次提出了流体系统网络变流阻系数的解算方法,分析了采用管路恒流阻系数和变流阻系数的拟牛顿法在实际流体网络解算中的差异。计算结果表明:采用变流阻系数的拟牛顿法能够提高当流量初始化值与迭代收敛值相差较大时流体系统网络解算的精度,变流阻系数解算法为提高大型、复杂流体系统网络解算精度提供了一种有效的方法。

舵机电液伺服调节器水击仿真研究

对机械反馈式舵机伺服调节器系统进行建模仿真,得到在伺服阀关闭瞬间,执行缸高压腔、伺服阀口等处的水击压力曲线,分析比较不同管径、管长、油液弹性模量以及油液运动黏度对执行缸高压腔水击的影响。仿真研究对实际系统的设计、管材选择和充分认识系统动态特性等都具有工程实际意义,同时,仿真计算提高了系统建模的工作效率,降低了相关成本。

考虑地层三维空间分布的盾构掘进模拟

为研究复杂地层条件下盾构掘进引起的地层扰动规律,提出了一种考虑地层三维空间分布的盾构掘进模拟方法.该方法利用Kriging算法构建三维地质模型,通过条件判断算法将地层空间分布信息嵌入到有限元模型中,进而实现考虑地层三维空间分布的盾构掘进模拟.此外,采用C#语言编写了复杂地层盾构掘进模拟前处理程序.以长沙地铁四号线为例,根据掘进断面内极软岩、软岩、坚硬岩的占比,选取具有3种不同地层条件的区段,利用该前处理程序构建了土压平衡盾构机掘进过程模型,并开展模拟.模拟结果显示盾构掘进断面内极软岩占比增大会导致地表最终沉降量显著增加.相比于极软岩占比为50%的掘进断面,全断面极软岩处的地表最终沉降量增加了11.67 mm.模拟结果与实测数据规律一致,验证了所提方法的有效性.

基于图论的船舶海水冷却管网水力特性

船舶海水冷却管网系统内流体具有复杂的流动状态,随着雷诺数及相对粗糙度的变化,不同工况下层流、紊流和过渡流等流动状态都可能存在。为了精确描述管网内流体流动状态,提高海水冷却管网计算精度,本文提出采用"变流阻系数"迭代法,在计算过程中动态更新系统网络各分支管路的阻力系数。本文的理论计算基于图论理论,在Matlab软件中编程实现。理论计算与试验结果对比表明,二者具有较好的一致性。研究发现利用"变流阻系数"网络解算算法对船舶海水冷却管网进行水力分析,可以大大减小解算误差,提高解算精度。

液压换向阀阀套结构的改进设计

液压换向阀是用来改变液压系统中各连接油路之间油液通断关系的阀,它在液压系统中被大量使用,其性能的好坏也直接影响着系统能量利用率以及工作的可靠性。根据系统参数对换向阀主要结构参数进行了计算,通过系统流量匹配,结合CFD和CAE方法对两种阀套环向孔方案进行了比较和仿真分析。该文阀套环向孔采用腰形孔的结构设计,既减小了阀套的变形量又降低了换向阀的工作噪声。

伺服调节器系统的理论分析

推导了伺服调节器系统在负载压力、负载流量定义上的数学模型,并对其作了分析。仿真表明,阀套圆孔半径对系统的动态性能影响较大,伺服活塞的等效质量以及作用面积需要进行适当的调整,以提高系统的响应速度。

湿喷台车新型喷嘴参数优化及其减磨特性研究

为优化混凝土喷头的结构设计,提高喷射质量和减小喷嘴管壁的磨损,采用数值计算的方法模拟喷嘴的内部多相流流动过程,首先计算了常规喷嘴模型,分析了内部流动规律,在此基础上提出了一种带来复线的喷嘴设计方案,重点研究了来复线数量、螺距和凹槽剖面宽度对混凝土喷射的影响,也分析了喷嘴轴向摩擦力的参数。计算结果表明,来复线设计可以在喷嘴处产生一个轴向涡,将混凝土托起,减少混凝土与管壁的接触,从而可以有效减小摩擦力。

基于多目标优化的液压凿岩台车模块化快速配置设计研究

为解决以液压凿岩台车为代表的钻爆法施工装备无法基于定制化需求的快速模块化配置选型的问题,研究了一种基于综合需求的钻爆法施工装备模块化配置设计方法.在装备模块化设计的基础上,将装备综合性能、成本和货期作为优化目标,隧道施工和客户个性化需求作为模块配置约束条件,构建了装备配置优化模型,采用改进型非支配排序多目标遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-II,NSAG-Ⅱ)对模型求解,可快速生成满足定制化需求的装备最优配置方案.以基于定制化综合需求的液压凿岩台车模块化快速配置设计为例,验证了方法的可行性和有效性.

船用低噪声液压集成块优化设计与分析

液压集成块是集成式液压系统的关键元件之一,它的工作状态直接影响系统的整体性能。为了降低系统的工作噪声,提高船用液压集成块的能源利用率和工作舒适性等,针对现有液压集成块所存在的问题,利用CFD和CAE方法对其进行对比分析,并从机械系统动力学出发,设计了液压换向缓冲结构,通过对优化设计后的液压集成块的分析可知,对原有系统的优化设计效果明显。

能量回收式液压缸测试系统分析与研究

依据液压缸试验标准GB/T 15622-2005《液压缸试验方法》,设计能量回收式液压缸测试系统回路。通过流体系统建模仿真软件建立液压缸试验系统回路模型。针对液压缸负载效率测试的复杂性,分析了基于能量回收式原理进行液压缸负载效率试验的可行性及特点,并根据实例进行液压缸试验节能效率的计算,从而进一步验证能量回收式原理进行液压缸试验系统模型设计的正确性和可行性。

负载敏感LUDV系统特性分析与研究

主要围绕负载敏感LUDV系统阀后补偿实现方式的工作原理和系统特性为研究对象,针对负载敏感LUDV系统在工程机械中的典型应用,通过建立负载敏感系统及阀后补偿阀的仿真模型,分析了系统在饱和、非饱和流量和变负载工况参数对系统性能的影响,掌握了阀后压力补偿阀在负载敏感系统中的工作特性,并根据负载的变化分析了系统在饱和与非饱和流量状态下的系统特性。

AMESim API在复杂物理系统仿真中的应用

随着系统仿真技术在工程应用领域的普及,系统仿真软件在解决实际问题中的局限性也随之出现。为了解决复杂流体网络系统AMESim模型仿真中参数设置、参数修改和仿真结果显示等的操作定位困难及直观性差的问题,提出了采用基于AMESim API和C++的函数接口集中控制编程,实现系统仿真中所关注的元部件在系统仿真界面集中控制。

抑制管片拼装机起步冲击的模糊控制算法研究

管片拼装机自身刚度以及管片转动惯量大,导致拼装机回转时存在着起步冲击现象,难以实现精准控制。针对这一问题,基于回转系统速度控制方案,提出了实现该方案的模糊控制算法;通过联合仿真技术模拟拼装机的起步工况,研究了模糊控制算法对系统动态响应的补偿作用。将所提出的模糊控制算法写入系统电子控制单元(ECU),并在合作单位进行了实车试验。模拟仿真和试验结果表明:采用模糊控制算法后,可有效改善拼装机的动态性能,能很好地抑制其起步冲击现象。

基于数字孪生的掘锚一体机实时状态映射

数字孪生是一种实现复杂装备在物理世界与信息世界互联融合的新兴技术,在复杂装备模拟仿真、监控分析、诊断预测、优化控制等方面有着广阔的应用前景.本文以掘锚一体机为对象,对复杂装备数字孪生运动与建模分析、数据传递及双向映射开展了研究.在数字孪生行为一致性方面,基于历史物理仿真数据库与实时驱动数据,实现了掘锚一体机运动学快速仿真分析.同时,提出了掘锚一体机数字孪生几何模型库构建技术,通过有限状态机、快速布尔运算等方法实现了掘锚一体机状态镜像映射,以及运动过程中服役环境实时仿真.此外,在实时状态映射方面,提出了掘锚一体机数字孪生虚实映射技术,通过在线采集与传递孪生数据,实现了基于异步传输的信息实时传递.对于掘锚一体机整机抬升、进给、挖掘、煤渣拢料等运动过程,数据处理平均延迟时间小于10-2ms,运动学插值处理数据误差小于3%,开发的掘锚一体机数字孪生仿真帧率达到74.3帧/s,实现了融合服役环境的掘锚一体机实时状态映射与作业流程实时在线监测.

某机车牵引变流器振动特性及减振研究

针对某型机车牵引变流器振动过大的问题,通过添乘测试了解了牵引变流器实际振动环境及从车轮到牵引变流器内部的振动特性,确定了振动来源以及振动过大的原因,并与IEC61373标准进行对比;通过开展实测谱验证,成功复现了牵引变流器内部某电气设备的振动故障。在此基础上提出了针对性的减振方案,利用有限元软件对减振方案进行基于实测数据的仿真对比计算。结果表明,提出的减振方案具有明显的减振效果,能够显著降低牵引变流器在振动冲击激励下的应力水平。

液压系统流-压互补同步回路仿真研究

液压同步回路是液压系统中重要的和运用最广泛的回路之一,然而,高精度液压同步回路的实现,往往对同步元件、执行机构或控制装置的性能要求高,实现成本较高,这在一定程度上成为了制约高精度液压同步回路应用的主要因素之一。通过建立流-压互补同步回路系统的仿真模型,分析了系统的理论同步精度,比较了负载、同步阀分流精度等不同参数对系统同步精度的影响,掌握了系统回路工作特性,并验证了流-压互补同步回路实现高精度同步要求的可行性。

基于推进压差和回转压力变化的钻孔参数自动匹配系统设计

为解决凿岩台车钻孔参数自动匹配的问题,对冲击回转凿岩形式的钻进过程进行建模仿真,分析不同推进压力、冲击压力和回转压力等凿岩参数对钻进效率的影响,获取最佳钻进状态下凿岩参数的匹配关系;在此基础上,设计基于推进压差和回转压力的钻孔参数自动匹配液压控制系统,并用于某型凿岩台车进行实测,验证以下结论:1)冲击压力能够随推进压差变化自动调整;2)随着回转压力变化,系统能够判别卡钎状态,并准确做出减缓钻孔速度、停止推进、开始回退等响应动作。

影响管片拼装机起步工作特性的敏感结构参数分析及优化

管片拼装机自身刚度以及转动惯量大,同时拼装过程是单侧受载,导致其在回转起步时存在冲击现象,严重影响了其控制精度和使用寿命。针对这一问题,对影响管片拼装机回转起步工作特性的敏感结构参数进行了分析和优化。根据流体动力学理论建立了数学模型、利用AMESim仿真模型模拟了其起步工况,确定了影响其起步工作特性的敏感结构参数;并且应用多因素正交试验法优化出了最佳参数组合;最后在合作单位进行了实车试验。仿真和试验结果表明:优化后的管片拼装机在回转起步阶段冲击量较优化前减小了约40%,可有效的改善其动态性能,能很好地抑制起步冲击现象。