非均匀分布变节流孔直径静压气浮主轴承载能力与稳定性研究

目的:研究节流孔分布和直径系数对主轴承载能力和稳定性的影响。方法:提出了非均匀分布变节流孔直径新型静压气浮主轴结构,采用有限差分结合线性小扰动法求解非稳态Reynolds方程计算主轴性能。结果:节流孔分布、节流孔直径系数、偏心率、供气压力和平均气膜厚度对主轴承载能力和稳定性有显著影响;偏心率为0.15、供气压力为0.6 MPa时,新型气浮主轴承载能力提高25%,节流孔直径系数为0.90~0.95时主轴承载能力最大。结论:偏心率越大,节流孔分布对主轴承载能力的影响越显著;相对于传统主轴,节流孔直径系数对新型主轴承载能力影响较小;气浮主轴承载能力随供气压力和偏心率增加而增大,随平均气膜厚度增大而减小;偏心率越小,节流孔非均匀分布提高主轴稳定性越显著,变节流孔直径有利于提高主轴临界涡动比,降低临界惯性力,增强主轴稳定性;增大平均气膜厚度有利于提高主轴稳定性;增加供气压力导致主轴临界惯性力增大,稳定性降低。

动车组空气弹簧节流孔直径优化研究

为研究铁道车辆二系垂向阻尼装置由减振器变为节流孔带来的改变,基于某高速动车组动力学试验和该动车组所用空气弹簧动态特性试验,建立其动力学模型。从车体垂向平稳性、振动加速度角度分析节流孔直径选型。结果表明:空气弹簧节流孔不仅能影响垂向阻尼,同时也影响垂向刚度;分析垂向平稳性时可以考虑选择0.7 Hz激振频率下空气弹簧刚度和阻尼特性等效其非线性特性;变减振器为节流孔后,节流孔能有效减小垂向振动加速度均方根值;在列车运行速度高于150 km/h时,建议减振器阻尼范围为10 Ns/mm至20 Ns/mm,节流孔直径范围为12 mm至16mm;比较两种阻尼装置,建议选择节流孔提供阻尼。

节流板孔直径及流量对核级管道流致噪声的影响

建立了核级节流管道的流动-振动-辐射噪声仿真模型,并基于实验和仿真研究了辐射噪声产生的机理及节流孔径和来流流量对振动噪声的影响规律.节流管道的噪声受节流管道流场中流体尾迹涡的影响:流体在管壁上产生周期性的激振力,且激振力的频率与管道模态所对应的频率相近,从而加剧了振动,导致辐射噪声的产生.此外,随着节流孔直径的增加,节流管道的振动及辐射噪声逐渐减小;随着来流流量的增加,节流管道振动以及辐射噪声逐渐增大.

气浮活塞优化设计及其径向承载力试验研究

对于气缸的高精度伺服控制而言,从根本上消除摩擦力具有重要的意义。气浮活塞是气浮无摩擦气缸的重要构成部件。在气缸的运行过程中,气浮活塞的径向承载力不足会引发活塞与缸筒内壁接触,致使气体润滑失效。为了提高无摩擦气缸中气浮活塞的径向承载性能,期望在实现更大承载力的前提下尽量减少耗气量,采用有限元仿真与试验相结合的方法,开展了气浮活塞径向承载力的研究工作。首先,采用Fluent软件仿真分析了供气压力、偏心率和节流孔直径等参数对气浮活塞径向承载力和耗气量的影响;然后,在综合考量后,优选出了气浮活塞的节流孔径,并以此加工出了气浮活塞样机;最后,为了测试实际情况下不同供气压力和偏心状态下的气浮活塞的径向承载能力,设计并搭建了一套以气浮无摩擦气缸作为加载装置的高精度径向承载力检测装置。研究结果表明:从定性的角度上看,仿真和试验结果趋势一致;从定量的角度上看,试验结果与仿真结果的吻合度在90%以上。该研究可为采用Fluent软件仿真研究气浮活塞径向承载力的准确性提供依据,为后续仿真模型的修正提供一定的指导。

汽车防抱死系统电磁阀的阶梯控制

电磁阀的主要作用是在车辆防抱死系统ABS(Anti-block system)工作过程中的增压阶段控制增压速度,但其在线性控制时精度较差,动态响应能力低,对此,本文提出了基于开关控制的阶梯控制增压方式,并指出了其应用范围。根据电磁阀开关响应特性,确定了电磁阀阶梯控制时需要进行匹配的参数。借助实车搭建匹配试验台,调整匹配参数使其能够满足阶梯控制的要求。将匹配的结果运用于ABS控制算法,进行道路测试。结果表明,该方法能够快速确定匹配参数的合理范围,且控制精度较高。

基于空簧悬挂特性的高铁车辆垂向振动舒适性对比研究

在对车辆振动舒适性进行型式试验和仿真分析的基础上,以拖车为对象,研究空簧悬挂对车辆垂向振动舒适性和地板振动的影响。对车辆的多体系统仿真结果表明:采用德系空簧时车辆的垂向振动舒适性较使用日系空簧时提高了约10%;而在德系空簧辅以二系垂向减振器的组合悬挂下,车辆的垂向振动舒适性介于使用德系空簧与日系空簧之间。对车辆的刚柔耦合仿真表明:当车辆以不低于300km.h-1的速度在直线和7000m半径曲线线路运行时,地板前端的高频垂向振动主要为转向架上方的局部模态振动,而且随着速度的降低,其振动能量逐步减小或消失;车体地板中部的振动是以1阶和2阶垂向弯曲模态振动为主的中频振动,并且与二系悬挂形式关系不大;当车辆以低于300km.h-1的速度在直线和7 000m半径曲线线路运行时,地板前端的垂向振动主要是低频振动,并且与二系悬挂方式有较强的相关性;增设二系垂向减振器后,虽然可以弥补德系空簧低频性能的不足,但有可能因高频阻抗过大而造成1阶垂向弯曲模态振动的增强。

轨道车辆空气弹簧的阻尼特性试验研究

针对空气弹簧阻尼特性的理论分析、试验方法,对某型轨道车辆空气弹簧产品进行了一系列阻尼试验研究,总结出空气弹簧垂向振幅、节流孔直径及载荷对于阻尼特性的影响规律,对转向架设计具有一定的指导意义。

纯水静态闪蒸中液膜高度演变的实验研究

设计搭建了静态闪蒸实验台,利用高速摄影对不同过热度、节流孔板直径和闪蒸速率下纯水静态闪蒸过程中液膜高度的演变规律进行了实验研究。实验中过热度为7.0~32.5K,节流孔板直径为5、10、20mm,闪蒸速率为0.004~0.073s-1。通过液膜膨胀率来衡量和比较液膜高度的变化,液膜膨胀率是指闪蒸过程中液膜实时液位与初始液位的比值。结果表明:最大膨胀率随过热度或节流孔板直径的增大而增大;节流孔板直径一定时,闪蒸速率可通过改变过热度来调节,此时最大膨胀率随闪蒸速率的增大而减小;当过热度一定时,闪蒸速率可通过改变节流孔板直径来调节,此时最大膨胀率随闪蒸速率的增大而增大。最后,根据实验结果拟合得到过热度、闪蒸速率与最大膨胀率的实验关联式,其计算值与实验值吻合良好。本文研究结果对工业闪蒸设备小型化、紧凑化和精细控制提供了重要的实验依据。