高压气动装置弹射性能分析及优化

根据高压气动弹射装置的工作原理和特点,结合实际应用给出了无缓冲腔、采用缓冲腔、采用多组高速开关阀等3种弹射装置方案,基于气体动力学理论,采用分段建模的方式,构建了内弹道方程组,计算分析了弹射装置主要参数对弹射体出筒速度、弹射过程最大瞬时过载等的影响。仿真结果表明,采用缓冲腔、采用多组高速开关阀2种方案的弹射装置均可有效降低弹射体的最大瞬时过载、提高出筒速度,且采用多组高速开关阀的效果最好。研究结果可为高压气动弹射装置的优化设计、制造与试验,提供借签。

无杆式高压气动弹射器弹射性能参数灵敏度分析

通过对参数进行影响规律及灵敏度分析,得到某无杆式高压气动弹射器弹射性能关键参数的优化计算参考。基于真实气体的热力学参数和动力学理论,建立了精确内弹道模型;并与弹射试验数据、流体仿真曲线进行比较分析,得到相对正确的理论计算模型;利用全局灵敏度法进行分析,得到了内弹道稳定性及离轨速度的7个主要参数影响规律及参数的线性主效应、二阶效应结果。影响内弹道稳定性的最灵敏参数为高压室容积,影响离轨速度的最灵敏参数为环境温度;泄漏率倍数及开阀时间自身的二阶主效应及与其余5个影响因素的二阶交互效应敏感度比较低,可以在设计中提前决定这2项因素的取值,实现设计变量的缩减。该文的研究结果可为内弹道及弹射装置优化提供理论参考。

高压气动力桩芯快速清理施工方法及应用

为了实现高效快捷低成本的进行预制空心桩掏桩并且保证掏桩质量,采用理论创新方法,结合工程实践应用,将高压气用于预制空心桩掏芯施工中,形成了高压气动力桩芯快速清理施工方法,并且明确了该施工方法的施工工艺原理、施工工艺流程、施工注意事项和经济效益。研究结果表明,相较于传统施工工艺,本施工方法清理效果好,施工效率高,可节约施工成本约79%,值得推广。

考虑泄漏的无杆式高压气动弹射器内弹道精确建模及试验

无杆式高压气动弹射器因开口的固有结构决定其存在一定量的泄漏,为此设计并开展样机泄漏测试试验。基于由实验数据拟合的标准干空气热力学状态方程,分别按理想气体和真实气体对比计算泄漏率,并拟合泄漏率随压力、行程变化的经验公式。建立考虑动态泄漏、真实气体效应及真实开阀规律的精确内弹道模型,对考虑和不考虑泄漏两种工况的结果进行对比,并详细分析考虑泄漏的弹射过程中热力学参数与负载运动参数的变化规律,将其与弹射试验数据、流体仿真结果进行对比。研究结果表明:按理想气体计算的泄漏率比真实气体偏小约4%;泄漏率不超过4%/s;考虑泄漏的精确内弹道模型计算结果与弹射试验数据、流体仿真结果均基本一致,具有较高的计算精度。

高压气动减压阀在液压系统中的特性研究

液压系统中常使用减压阀控制出口压力,节流阀和调速阀控制出口流量,但常规减压阀最小可控压力通常在0.35 MPa以上,节流阀和调速阀最小可控流量在0.2 L/min以上,然而控制压力范围在0.1~0.35MPa、流量范围0.05~0.2 L/min的常规阀并不多见。以一种二通高压活塞式气动减压阀结构形式为研究基础,将其应用在液压系统中,作为0.05 L/min低流量稳定调速阀使用。通过结构形式分析,建立活塞式气动阀数学模型,并利用AMESim软件搭建仿真模型,对其关键结构参数在液压系统中调速特性的影响进行研究。同时对比气体与液体介质,对此类阀流量压力等特性的影响。可指导此结构形式阀在液压系统应用研制。

高压气动技术的研究发展概况

综述高压气动系统的应用场合、高压气动元件及系统的研究发展现状、高压气动以及高压气动技术的发展趋势。

超高压气动比例减压阀的设计与仿真研究

自行设计了一种超高压气动比例减压阀,该阀的先导气流引自主阀的进气口,流经压力调节腔排入主阀的排气口;以比例电磁铁作为先导级控制元件,采用电反馈闭环控制,输出压力在8～25MPa连续可调.通过建立系统的非线性数学模型,分析减压阀的动态特性及结构参数、控制器参数的影响,并利用Matlab进行了仿真.结果表明,该阀在设计压力范围内具有较好的压力特性;PI参数固定的控制器不能同时较好地满足阀在较高和较低输出压力下的控制要求;调压腔的体积是影响阀动态特性的重要因素,增大调压腔的体积是减小输出压力振动幅度、提高输出压力精度最为有效的方法.

高压气动容积减压分级控制原理与特性

为了提高容积减压能量补偿效果,提出分级控制容积减压的概念。通过高压气动系统定压补偿分级减压的能量原理和减压过程中的能量特性分析,证明了分级减压是一种有效的节能减压方法。通过建立控制系统的数学模型和进行仿真分析,研究了两级控制容积减压系统控制特性;两级控制容积减压系统的试验研究结果表明:建立的理论模型是符合实际的;一级减压的设定压力只要高于二级减压设定压力的临界输入压力值,就能得到稳定的控制压力输出。

高压气动比例减压阀设计与仿真

提出一种高压气动比例减压阀,该阀由比例电磁铁控制的二位三通型滑阀式先导阀和活塞提升式主阀组成,通过压力传感器和控制器构成闭环电反馈控制,最高工作压力为31.5 MPa。该阀虽然存在少量先导耗气,但保证了压力调整的快速性和稳定性,克服了先导泄漏对减压阀的影响,避免了先导阀意外结冰的发生。在介绍结构及工作原理的基础上分析了该减压阀的特点,利用AMESim建立了考虑气源压力和负载流量波动的仿真模型。仿真结果表明：该阀在气源压力缓慢下降且负载流量大范围波动的情况下能实现稳定的压力输出,在不改变控制参数的前提下,当气源压力为31.5 MPa时输出压力可在1~30 MPa范围内稳定;先导阀预开口形式对压力精度影响较小,但应避免正开口以减少气体浪费;先导阀环形间隙高度控制在10μm左右较为合适。

新型高压气动比例控制阀动态性能的仿真研究

针对某水下控制装置的特殊要求,设计了一种新型高压气动先导式比例控制阀。提出缓冲压力控制腔结构,实现了先导阀输出压力控制,以适应系统高压、大流量、工作压力范围宽的特点。建立了高压气动比例控制阀系统的动态数学模型,对其动态性能进行了仿真研究,获得了较为满意的结果。研究结果对高压气动比例控制阀的设计制造具有理论指导意义。

开关先导型超高压气动减压阀原理与特性研究

设计了一种开关先导型超高压气动减压阀．该阀设计输入压力为35MPa，输出压力为4～25MPa．采用电反馈闭环控制，主阀采用活塞式结构，先导阀由两个电磁开关阀构成．建立了系统的非线性数学模型，分析结构参数和控制参数对系统动态特性的影响，利用Matlab进行了仿真，并在测试平台上对该减压阀的特性进行了实验，得到了减压阀的特性曲线．仿真和实验结果表明，该阀在设计压力范围内具有良好的压力特性；调压腔的体积和进排气气阻是影响阀动态特性的重要因素；增大调压腔的体积或增大进排气气阻可减小输出压力振动幅度、提高输出压力精度，但系统的反应时间变长．

基于AMESim的高压气动减压阀的稳定特性

针对氢能源汽车中气动减压阀高压化减压时减压阀稳定性下降的现象,对一种带有先导稳定流量器的高压气动减压阀进行特性研究。建立高压气动减压阀的AMESim仿真模型,仿真分析了其压力、流量特性、高压气动减压阀先导阀弹簧刚度、先导稳定流量器活塞阻尼孔、高压气动减压阀主阀弹簧刚度、主阀出口腔等参数对高压气动减压阀稳定性的影响。研究结果表明,带有先导稳定流量器的高压气动减压阀在高压化减压时,其出口压力稳定,压力振荡小,动态响应快。同时,适当地增大复位弹簧刚度,先导稳定流量器活塞阻尼孔,出口腔容积的增大,可提高阀的输出压力的稳定性和快速性。

高压气动体积减压系统的Bang-Bang控制研究

研究了高压气动体积减压系统的建模方法 ,推导了体积减压系统的数学模型 ;建立了体积减压系统的Bang Bang控制仿真模型 ;系统控制的仿真结果与实验结果比较 ,证明了文中提出的理论方法的正确性 ,可用于指导气动压力控制系统的设计和应用。

高压气动容积减压系统研制

研制了应用于气动汽车动力系统的高压气体容积减压系统;介绍了系统的组成和工作原理,进 行了实验研究;证明了高压气动容积减压系统具有良好的减压、稳压效果。

超高压气动吹除阀动态特性及仿真研究

介绍了超高压气动吹除阀的工作原理,根据实际气体状态方程,建立了超高压气动吹除阀数学模型。采用MATLAB/Simulink进行仿真,分析了结构参数和边界条件变化对超高压气动吹除阀动态特性的影响。研究结果对超高压气动吹除阀的优化设计具有理论指导意义。

滑阀先导式高压气动减压阀间隙泄漏特性研究

针对高压气动减压阀中滑阀式先导阀的缝隙泄漏,建立了考虑泄漏影响的数学模型,对减压阀工作条件和先导阀结构参数等影响因素进行了仿真.结果表明,降低减压阀输入压力、提高输出压力以及提高先导阀节流窗口宽度比等都能有效减少泄漏,仿真分析了泄漏对减压阀压力响应的影响,结果表明,泄漏能提高压力响应速度,但增大了压力超调且降低了压力稳定性,严重时还能导致振荡.仿真结果对于减压阀优化设计及其合理应用有较大参考价值.

基于AMESim的超高压气动吹除阀仿真与实验研究

介绍一种带压差控制的超高压气动吹除阀及其工作原理。运用AMESim气动元件设计库建立吹除阀仿真模型,对其动态特性进行系统的分析研究,并进一步探究主阀阀芯节流孔孔径、控制阀弹簧预压缩量、气源压力、舷外海水压力等参数对吹除阀吹除性能的影响。最后,对吹除阀的性能进行实验研究。研究结果表明:吹除阀的工作性能平稳,响应灵敏,压差控制精度高;气源压力、舷外海水压力对吹除阀压差控制性能没有影响,但提高气源压力或降低舷外海水压力能够有效提高吹除效率;通过改变节流孔孔径与控制阀弹簧预压缩量,可以调节吹除阀压差控制范围。

基于CFD的高压气动减压阀流场分析

对自主研制的高压气动减压阀结合流场计算与数学仿真进行了深入分析。简要介绍了高压气动减压阀的工作原理和先导阀的结构,提出采用CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体动力学)研究阀内流场分布以进行结构改进及性能优化。对先导阀内气体流道进行分析并建立了Gambit三维仿真模型,用Fluent计算得出阀内流场分布,压力分布与理论计算符合得较好;速度分布云图及气流速度矢量图表明阀内结构对气流形成阻挡,容易导致结冰以及噪声,应加以适当改进。

高压气动开关阀动态特性仿真分析

根据先导式高压气动开关阀的结构原理和细分理论,采用MATLAB的Simulink对其进行仿真分析,得出先导阀控制口有效面积、控制腔驱动活塞面积、主阀芯开关面积及控制气体压力等参数是影响高压气动开关阀动态性能的主要因素。

基于虚拟仪器的超高压气动试验台

根据超高压气动技术规范,结合实际工况,自主设计试验台系统,开发了基于LabVIEW的试验程序,并进行了系统的试验。该试验台由高压气源、控制系统、模拟负载、检测及数据采集系统组成,适用于超高压气动减压阀及容积减压装置。它的成功研制对超高压气动减压技术的研究发挥了重要的作用,有助于超高压气动技术的发展。