電液激振高速換向技術(shù).pdf

1、激振技術(shù)是通過激振器產(chǎn)生激振力作用在被激物上，使其產(chǎn)生一定形式和大小的振動。作為學(xué)術(shù)科研和工程應(yīng)用中不可或缺的基礎(chǔ)技術(shù)，激振技術(shù)水平的高低將直接影響學(xué)術(shù)科研實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和工程應(yīng)用產(chǎn)品性能的可靠性，在某種程度上反映了一個(gè)國家的科研實(shí)力和工業(yè)發(fā)展水平。論文在綜合分析國內(nèi)外激振技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，指出電液激振技術(shù)因功率密度高、推力大、無級調(diào)幅、負(fù)載自適應(yīng)和操作方便等優(yōu)點(diǎn)而具有廣闊的應(yīng)用前景。結(jié)合搗固裝置的工程應(yīng)用背景，針對現(xiàn)

2、有搗固裝置具有沖擊大、易磨損、振幅和振動頻率不能獨(dú)立無級可調(diào)等不足，基于采用電液激振技術(shù)的新型搗固裝置對激振力、頻寬和波形等技術(shù)要求，對電液激振高速換向技術(shù)展開研究，設(shè)計(jì)主要由閥芯旋轉(zhuǎn)式電液換向閥和微行程雙作用液壓缸組成的新型閥芯旋轉(zhuǎn)式大功率電液激振器。
　　本課題在國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“閥芯旋轉(zhuǎn)式大功率電液激振基礎(chǔ)理論和技術(shù)”的資助下，對電液激振高速換向技術(shù)展開研究，對閥芯旋轉(zhuǎn)式大功率電液激振器進(jìn)行理論建模、動態(tài)特性分析和系

3、統(tǒng)仿真，并搭建相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)平臺開展實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證研究，為采用此類電液激振高速換向技術(shù)的電液激振器的開發(fā)和研究提供設(shè)計(jì)依據(jù)和理論指導(dǎo)，填補(bǔ)我國在電液激振領(lǐng)域的不足。另一方面，對其核心部件閥芯旋轉(zhuǎn)式四通換向閥在不同閥口形狀下進(jìn)行閥口流場仿真、靜動態(tài)特性分析和受力分析，并開展初步的實(shí)驗(yàn)探索和驗(yàn)證，具有重要的科研價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本論文主要研究工作如下:
　　1.介紹采用電液激振高速換向技術(shù)的新型搗固裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理，和市場上現(xiàn)有的

4、主流搗固裝置相比具有搗固效率高、自適應(yīng)強(qiáng)、故障率低、振幅和頻率可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合新型搗固裝置的工作原理，對產(chǎn)生激振動作的電液激振器工作原理進(jìn)行闡述。為了實(shí)現(xiàn)電液激振器換向頻率高、流量大的目的，對液壓調(diào)節(jié)元件轉(zhuǎn)閥進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化，使其具有結(jié)構(gòu)合理、密封效果好、閥零位易確定、閥芯溝槽形狀多樣等優(yōu)點(diǎn)。
　　2.對轉(zhuǎn)閥進(jìn)口流場進(jìn)行建模和CFD仿真，在考慮不同溝槽形狀、不同溝槽開度、不同溝槽數(shù)量、不同溝槽軸向長度及不同供油壓力等因素的影響

5、，對轉(zhuǎn)閥溝槽流場的穩(wěn)態(tài)仿真結(jié)果進(jìn)行分析，并進(jìn)行動態(tài)穩(wěn)態(tài)仿真結(jié)果對比分析。根據(jù)CFD仿真得到的不同形狀溝槽流場運(yùn)動規(guī)律，分別建立具有代表性的不同閥口溝槽形狀的過流面積模型，在Matlab/Simulink軟件搭建求解模型，對不同閥口溝槽形狀的過流面積變化情況進(jìn)行對比分析。
　　3.建立理想零開口閥芯旋轉(zhuǎn)式四通換向閥的壓力-流量特性方程，首次提出衡量轉(zhuǎn)閥動態(tài)工作性能的兩個(gè)衡量指標(biāo):當(dāng)量通徑和流量脈動，分析影響當(dāng)量通徑和流量脈動的因素，

6、并從階躍響應(yīng)和幅頻特性的角度分析了轉(zhuǎn)閥的結(jié)構(gòu)參數(shù)對轉(zhuǎn)閥動態(tài)特性的影響。另外，對轉(zhuǎn)閥進(jìn)行受力分析，分別建立轉(zhuǎn)閥穩(wěn)態(tài)液動力和瞬態(tài)液動力模型，進(jìn)一步明晰了轉(zhuǎn)閥的受力機(jī)理及其影響因素。
　　4.對電液激振器進(jìn)行理論建模，并通過Matlab/Simulink建模仿真和AMESim建模仿真對電液激振器理論模型進(jìn)行仿真求解，詳細(xì)分析了不同溝槽形狀、不同溝槽數(shù)量、不同溝槽軸向長度、不同系統(tǒng)供油壓力、不同閥芯轉(zhuǎn)速和不同內(nèi)泄漏可變阻尼孔直徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)