水压驱动两级提拉式水下发射装置内弹道建模

针对大深度环境水下发射技术需求,提出一种利用水压驱动两级提拉式水下新型发射方案。利用大深度环境高压水驱动两级活塞实现武器快速发射。建立武器出管过程动力学模型,开展高压水驱动方案原理验证试验,并与高压气体驱动方案进行了对比分析。研究结果表明:水压驱动与气体驱动方案的内弹道结果基本一致,高压水发射方案在大深度环境具有显著优势;加速度峰值出现在发射瞬时和级间转换过程,级间转换过程武器加速度存在显著的陡变现象;水下发射武器出管过程弹道预报结果得出,在发射水深100~500 m条件下,武器出管过程最大速度范围为7.4~15.3 m/s,最大加速度小于100 m/s 2;研究结果验证了水压驱动两级活塞式发射方案的可行性,为装置的进一步研制开发提供了设计依据。

隔膜压缩机液压驱动系统结构设计及活塞优化

隔膜压缩机因良好的密封性能而被广泛用于加氢站,但其以膜片往复压缩气体的特点使它不适合加氢站频繁启停的工况。基于隔膜压缩机的工作原理,提出一种以液压油直接驱动活塞压缩气体的新结构,并对液压系统进行设计,以适应加氢站频繁启停工况;为提高液驱系统性能,对液驱系统中活塞进行力学仿真与优化。结果表明:与传统隔膜压缩机的同种机型对比,液压驱动隔膜压缩机占地面积为原机型的四分之一,解决了传统机型因频繁启停造成隔膜片寿命降低的问题。该结构设计为解决加氢站隔膜压缩机技术问题提供了理论价值。

驱动机构活塞杆断裂分析及工艺优化

针对某次翼片展开试验中驱动机构活塞杆出现断裂的情况,对活塞杆逐步进行了实验检测、仿真复现、工艺分析及优化验证,明确了活塞杠发生断裂的原因。结果表明,断裂是由于40Cr热处理工艺不到位导致了活塞杆心部与表面硬度差距过大,从而导致实际强度不足,在高应力冲击下活塞杆最薄弱位置发生了拉伸断裂。对产品工艺、检验方法进行优化改进,采用亚温淬火工艺进行热处理,可有效解决该问题。

隧道活塞风压载荷对站台门系统滑动门的运行影响及应对措施研究

针对地铁线路在试运行高密度行车测试阶段,部分车站出现因隧道活塞风压较大导致站台门系统滑动门动作缓慢或遇阻停滞的情况,本研究通过查阅相关行业文献资料,并结合现场实践、测试情况,从行车、活塞风井设置情况等方面剖析隧道风压异常升高产生的原因,依据滑动门开关门运动曲线,通过机械受力分析,系统总结隧道活塞风压载荷对滑动门运行影响产生的原因并从设备及运营管理两个方面提出应对措施,为后续应对线路高密度行车及特殊工况条件下能够安全平稳运行提供有力支撑。

伺服驱动双活塞气体流量标准装置控制特性的研究

伺服驱动双活塞气体流量标准装置是通过伺服电机控制的活塞往复运动,实现连续气体流量输出。该装置是将流量计、压力和温度传感器及编码器等进行整合,通过计算机计算检定参数并显示结果。其中,控制系统是基于PID控制,可确保活塞运动速度的快速、准确、稳定跟踪。实验表明:该装置具有较好地控制精度和稳定性,可实现高精度层流流量计的量值溯源,满足应用需求。

大尺寸自由活塞激波风洞重活塞软着陆关键技术

高焓激波风洞的驱动技术决定了风洞总焓和总压试验能力。重活塞压缩加热技术具有驱动性能强和运行灵活性高等特点,是高焓激波风洞关键驱动技术。针对重活塞发射效能、重活塞与壁面摩擦、膜片破膜等情况带来的大尺寸重活塞难以安全软着陆问题,通过理论分析、动网格数值模拟和试验验证相互结合的手段,分析了重活塞实际运动过程的影响因素,建立了重活塞调谐运行方法,获得了稳定的驱动压力,可为不同的模拟需求提供对应的试验状态。研究了质量为205 kg、275 kg的重活塞在压缩管中运行最高速度分别超过350 m/s、450 m/s的软着陆过程,获得了压缩管末端总压15 MPa、总温3450 K和总压45 MPa、总温4845 K的定压试验状态。本研究解决了大尺寸自由活塞激波风洞重活塞软着陆难题,保障了世界最大尺寸自由活塞驱动的FD-21高焓激波风洞中、质量为数百千克的重活塞、在长度为75 m的压缩管中的运行安全。

DH型转阀钻井冲击器结构性能参数优化研究

为了研究旋冲钻井中双液驱动DH型转阀钻井冲击器的冲击运动规律,优化其性能参数,通过分析其在冲程阶段和回程阶段的受力情况,采用有限差分法,建立转阀活塞运动数学模型,利用MATLAB软件编译仿真电算程序,对转阀活塞的动力学过程进行仿真电算,得出DH型转阀钻井冲击器的最优冲击性能参数。同时研究冲击器上下腔面积差、油压系统流量及压降对DH型转阀钻井冲击器冲击性能的影响,并设计关于冲击功、冲击频率和冲击功率的正交分析试验,利用Design-Expert软件对计算结果进行优化,以更好地提高冲击器的工作性能。研究结果表明:活塞杆直径和压降对冲击器工作性能的影响较为突出,流量对冲击器工作性能的影响较小。经优化,冲击功提高21.88%,冲击频率提高12.9%,冲击功率提高37.6%。相关研究对液动冲击器设计及应用具有一定的指导意义。

利用水驱特征曲线确定活塞式驱程度指数的方法

在分析研究甲、乙、丙、丁型水驱特征曲线的基础上，提出了两类水驱特征曲线，这两类曲线不仅可应用于水驱开发油田可采储量和采收率的预测，而且也可以确定活塞式驱程度指数。研究表明，当活塞式驱程度指数越接近于1，表明活塞式越明显；当活塞式驱程度指数越接近于0，表明活塞式越不明显。

低渗透油藏注水开发的水突进特征

用活塞式水驱油方法,研究具有启动压力梯度的油藏中油水两相径向渗流特征,包括单一油层的驱替特征和双层油层在水驱过程中油水界面突进的差异。分析表明:相同注采压差条件下,启动压力梯度越大,生产阻力越大,油水界面推进越慢,产液量越低。增大注采压差,可以增加油井的产液量,减弱启动压力梯度对生产的不利影响。启动压力梯度加剧了双层油层注水开发时的层间矛盾,特别是在低渗透层渗透率小于50mD时影响更为显著。

行星传动两柱塞液压泵

柱塞的受力状态直接制约着柱塞式液压泵的工作可靠性及输出压力的高低,对摩擦副材料有特殊要求。采用行星齿轮传动方式实现从旋转到直线的往复运动,不同于现有柱塞泵由凸轮、曲柄连杆或斜盘实现往复运动的方式,没有滑靴等高压力作用下高速滑移的元件。柱塞在缸筒中工作时,柱塞只承受机械推力及液体的反作用力,柱塞与缸筒无机械力产生,泵工作稳定,使用寿命长。该泵具有一杆双柱塞、双缸结构,直线往复运动的行程长,排量大。

注聚合物用恒流量往复泵柱塞运动规律分析

根据注聚驱油的工艺要求 ,通过近 5a的研究 ,成功开发了一种新型低剪切恒流量凸轮传动无波动往复泵 ,并已形成系列产品。已在胜利油田广泛推广使用 ,取得了显著的经济效益和社会效益。文章从多项式运动规律入手 ,采用等加速—等速—等减速组合运动规律 ,推导出新型恒流量往复泵的柱塞运动规律表达式 ,为恒流量往复泵的理论分析及设计打下基础。

对称式二次正交铰杆增力机构与双活塞无杆液压缸的组合系统

介绍了一种由对称式二次铰杆增力机构与双活塞无杆液压缸组合而成的液压-机械复合传动装置的工作原理,给出了相应的力学计算公式。该系统具有结构紧凑、磨擦损失小且输出力大等优点。

阀门调节式比例施肥泵性能分析与试验

为探明阀门调节式比例施肥泵的工作原理及水力性能,该研究针对施肥泵的结构原理及主要性能参数进行了分析,同时还进行了其水力性能的相关试验。研究结果表明:在进出口压差一定时,随着施肥泵三通阀角度的增大,进口流量先减小后增大,在所有正常工作压力下都呈现同样的趋势。施肥比例与三通阀的水平分流比成正比,且可以实现0.07%到0.35%范围内的连续变化。在正常工况下(进出口压差在0.06~0.18 MPa),三通阀角度为90°时,能量转换效率随着进出口压差的增大而增大;施肥比例稳定度为95.91%,表明施肥泵在不同进出口压差下工作时的施肥比例较为稳定。研究结果可为比例施肥泵的整体设计及优化提供指导。

某转管机枪活塞组件驱动轮磨损状态下的可靠性分析

活塞组件驱动轮的磨损会影响自动机的可靠性,从而影响转管机枪的性能。通过对活塞组件进行受力分析以及可靠性分析,利用有限元软件建立了活塞组件的动力学模型,研究了驱动滚轮在前曲线槽内运动时的应力和应变状况,通过修改滚轮外径,仿真模拟了不同磨损量对机枪可靠性的影响。结果表明:通过对驱动滚轮发生不同程度磨损现象的仿真分析,磨损量较大时,驱动滚轮更容易发生应力集中现象,塑性应变也就越大。该仿真研究可为转管机枪的设计改进提供参考。

双活塞液粘调速离合器动态特性研究

为了解决液粘调速离合器摩擦副偏磨问题,提高液粘调速离合器摩擦片运动系统的响应速度,提出了一种新型双活塞结构液粘调速离合器。基于摩擦片受力模型,推导出了双活塞结构液粘调速离合器摩擦片间油膜的动态平衡方程及传递函数,并对其动态特性进行了理论分析及仿真研究。结果表明:双活塞结构液粘调速离合器与单活塞的相比输出响应速度明显提高;在输出转速为80 rad/s时,其响应时间可由52 s减少到22 s。

双侧驱动轴向柱塞马达扭矩脉动分析

为研究新型液压执行元件双侧驱动轴向柱塞马达的扭矩脉动,在考虑配流盘三角槽和闭死角影响的前提下,推导出双侧驱动轴向柱塞马达的瞬态扭矩公式.仿真分析扭矩特性,得出不同内外排柱塞数的奇偶性、交错角、平均扭矩对双侧驱动轴向柱塞马达扭矩特性的影响.结果表明:当内外排柱塞数均为奇数时,扭矩脉动优于内外排柱塞数均为偶数;存在交错角的扭矩脉动较小,内外排柱塞数均为奇数的最优交错角为其理想周期的1/4,内外排柱塞数均为偶数的最优交错角为其理想周期的1/2;内外排平均扭矩相等有利于降低扭矩脉动率;闭死角导致双侧驱动轴向柱塞马达产生扭矩突跳,且闭死角越大,扭矩突跳越明显,但交错角能显著降低扭矩的突跳值.

直驱泵系统的单神经元PID+前馈控制策略

直线电机驱动柱塞泵(简称直驱泵)系统具有较强的非线性,且系统在运行过程中需要根据不同的流量需求及负载状况改变直线电机的运动状态.传统PID控制策略的控制参数需要人工手动调节且整定后不会随工况改变做出相应调整.针对传统PID控制算法控制效果不佳的缺点,提出了一种基于可编程多轴运动控制器(programmable multi-axes controller,PMAC)的单神经元PID+前馈控制策略.单神经元PID+前馈控制以单神经元模块的输出作用律作为控制量的补偿量加入到控制算法中,具有神经网络的学习能力、适应能力和PID控制的广泛适应性.对神经元比例系数K1采用人工调整的配置方式进行改进,使K1可根据误差绝对值自动在线调节并将K1值限定在一个合适的范围内.通过MATLAB/Simulink建模仿真并利用Turbo PMAC运动控制器的“开放伺服”功能在直驱泵控制系统平台对此控制策略进行试验验证.结果表明,在相同情况下,与控制器内建的控制策略相比,单神经元PID+前馈控制策略下系统响应更快、超调更低、跟随误差更小,系统的动态性能和鲁棒性都得到进一步提升.

复合补偿驱动直线伺服单元研究

依据动圈电动机的基本原理，研究开发了一种大推力复合补偿驱动的直线伺服单元，其推力常数为８２Ｎ／Ａ，最大驱动电流为１０Ａ，最大推力８２０Ｎ。给出了其基本原理、运动微分方程；介绍了复合补偿驱动磁路和磁路方程。给出了一设计实例和具体的性能参数，由它构成的直线驱动伺服系统，实际已应用于中凸变椭圆活塞ＣＮＣ车床。

液压驱动往复泵活塞运动特性分析

介绍了研制的双缸双作用液压驱动往复泵的组成及工作原理 ,并对液压驱动往复泵的活塞运动特性进行了理论分析和试验研究。试验测得的活塞运动特性曲线较好地反映了活塞运动的变化规律 ,试验结果与理论分析基本一致。试验表明 ,排出总管内的流量和压力变化平稳 ,波动较小 ,充分显示出液压驱动往复泵优越的水力特性。此外 ,还指出在设计液压缸时应尽量提高系统的固有频率和刚度 ,避免液压缸在输入阶跃流量时 ,活塞出现振荡。

双侧驱动轴向柱塞马达负载启动特性分析

为研究双侧驱动轴向柱塞马达的启动特性,介绍了双侧驱动马达的工作原理,理论分析并推导了启动时驱动转矩和各种阻力矩的计算公式,建立了双侧驱动轴向柱塞马达的液压仿真模型,分析了空载、定负载、延迟启动等工况下的启动特性.结果表明:空载启动时,双侧驱动轴向柱塞马达比普通轴向柱塞马达启动转矩波动小,达到平稳运行的时间更短,启动平稳性更优;定负载启动时,负载值越大,转矩波动越大,平稳运行时转矩脉动越明显,双侧驱动轴向柱塞马达的启动转矩峰值远低于普通轴向柱塞马达,转矩脉动量更小;延迟启动时,双侧驱动轴向柱塞马达对于负载变化的响应速度更快,其转矩波动情况与定负载启动时基本一致.