检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2020年第22期56卷 256-262页

作者：袁晓明王储赵士宜张立杰燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验室秦皇岛066004 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室秦皇岛066004 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

消防炮自适应炮头可根据流体压力和流量变化自动调整炮口开度,从而提高消防炮的射流性能,快速高效地扑灭大型火灾。但炮头末端的自适应机构使射流系统具有流固耦合特性,在高速高压作用下,射流系统可能会发生振动乃至共振,进而影响灭火... 详细信息

消防炮自适应炮头可根据流体压力和流量变化自动调整炮口开度,从而提高消防炮的射流性能,快速高效地扑灭大型火灾。但炮头末端的自适应机构使射流系统具有流固耦合特性,在高速高压作用下,射流系统可能会发生振动乃至共振,进而影响灭火效率。考虑射流系统中流体域和固体域间的流固耦合效应以及炮头内连续体芯杆和端盖与其他离散结构间的连续离散耦合效应,通过集中质量法确定了芯杆和端盖结构的刚度矩阵,采用集中参数法建立了消防炮自适应炮头射流系统的动力学模型及方程。对射流系统进行了自由振动分析,确定了系统各阶固有频率及模态振型,分析了流体初始体积含气量和流体压力对系统固有频率的影响规律。由样机模态试验可知,理论与试验确定的一阶固有频率偏差仅为0.51%,验证了消防炮自适应炮头射流系统动力学模型的准确性。本项研究可为消防炮自适应炮头射流系统的动力学优化提供理论依据。

关键词：消防炮自适应炮头射流系统自由振动模态试验

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考虑压力脉动的消防水炮自适应炮头射流系统参数振动研究

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机械工程学报 2020年第20期56卷 246-254页

消防水炮自适应炮头可根据流体压力和流量变化自动调整炮口开度,从而显著提升其射流性能。考虑自适应炮头射流系统中流体的压力脉动,结合流体体积弹性模量与刚度间的关系,建立基于时变流体刚度的射流系统参数振动动力学模型,采用多尺度... 详细信息

消防水炮自适应炮头可根据流体压力和流量变化自动调整炮口开度,从而显著提升其射流性能。考虑自适应炮头射流系统中流体的压力脉动,结合流体体积弹性模量与刚度间的关系,建立基于时变流体刚度的射流系统参数振动动力学模型,采用多尺度法推导脉动激励频率接近射流系统固有频率和固有频率与脉动频率的组合频率时的共振响应公式,分析射流系统的主共振和组合共振响应。结果表明射流系统发生主共振响应时,激励频率占主导成分,且接近一阶固有频率时系统共振幅值最大;射流系统发生组合共振响应时,激励频率与流体刚度波动频率的组合频率对系统响应的影响与流体脉动频率有关;主共振和组合共振将恶化系统的动力学行为。本项研究可为深入探索自适应炮头射流系统的动力学特性,优化不同工况环境下的设计参数提供理论依据。

关键词：消防水炮自适应炮头射流系统参数振动压力脉动

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气液混合流体动态体积弹性模量理论模型研究

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机械工程学报 2020年第4期56卷 209-217页

作者：袁晓明王储朱轩张立杰燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验室秦皇岛066004 先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室(燕山大学) 秦皇岛066004 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

体积弹性模量是气液混合流体的基本属性之一,但现有模型与流体压缩和膨胀过程中动态体积弹性模量的匹配度仍有待进一步提高。采用集中参数法,以完全空化模型为基础,结合改进的Henry定律和气体多变过程方程,确定气液混合流体动态体积弹... 详细信息

体积弹性模量是气液混合流体的基本属性之一,但现有模型与流体压缩和膨胀过程中动态体积弹性模量的匹配度仍有待进一步提高。采用集中参数法,以完全空化模型为基础,结合改进的Henry定律和气体多变过程方程,确定气液混合流体动态体积弹性模量理论模型(Model1)。计算结果表明,由于压缩和膨胀过程中混合流体中自由气体的含量不同,动态体积弹性模量出现较为明显的“迟滞”现象,在相同压力下,压缩过程的计算结果均小于膨胀过程。由参数影响分析可知,不论是压缩过程还是膨胀过程,压力变化周期相同时,初始含气率越高,相同压力下的动态体积弹性模量越小;初始含气率相同且压力高于空气分离压时,压力变化周期越长,相同压力下的动态体积弹性模量越大,且当压力超过空气分离压的时间足够长时,气液混合流体所含空气完全溶解,体积弹性模量基本保持不变。将试验结果与Model1模型、三种稳态模型和另一种动态模型(Sakama模型)进行对比,在压缩与膨胀过程中Mode1模型与试验数据间的拟合优度分别为0.9763和0.9859,Sakama模型与试验数据间的拟合优度为0.9697和0.9521,说明Mode1模型与试验结果更接近,提高动态体积弹性模量预测的准确性。本项研究可为气液混合流体动态体积弹性模量的准确计算提供理论依据。

关键词：气液混合流体动态体积弹性模量理论模型含气率压力

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静置油液中单气泡运动规律研究

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机械工程学报 2021年第24期57卷 93-101页

作者：李莹陈冬京王博众佟海生孔祥东张晋燕山大学机械工程学院秦皇岛066004 河北省重型机械流体动力传输与控制实验室秦皇岛066004 内蒙古北方重工业集团有限公司包头014033 先进制造成形技术及装备国家地方联合工程研究中心秦皇岛066004

液压系统由于吸空、回油、气穴等原因会产生气泡,对液压元件及系统造成气蚀、噪声、振动及关键元件损坏等危害,降低系统可靠性与工作效率。油箱作为液压系统中除气的重要辅助元件,在移动设备中为保障除气等功能存在体积大、质量大的不足... 详细信息

液压系统由于吸空、回油、气穴等原因会产生气泡,对液压元件及系统造成气蚀、噪声、振动及关键元件损坏等危害,降低系统可靠性与工作效率。油箱作为液压系统中除气的重要辅助元件,在移动设备中为保障除气等功能存在体积大、质量大的不足,限制了设备的承载能力与续航能力。油箱静置工况下的排气能力决定了其容积的大小,明确油液中的气体运动规律可以指导油箱的小型化设计,提升油箱的轻量化潜力。通过对静置油液中气体形态及运动特性进行研究采用VOF法进行气泡运动的边界追踪,得到的气泡形态与上升路径轨迹,建立静置油液中气泡自由上升的运动特性模型,计算得到40℃下46号液压油中不同直径气泡的平衡速度,并通过试验进行对比验证。研究表明液压油中气泡在上升过程中呈现球形,轨迹为直线;运动特性模型的理论速度与实际速度平均相对误差为3.272%,验证运动特性模型可靠性。研究明确油液中气泡的运动特性,建立的运动特性模型可以有效反映油箱在静置状态下的除气能力,为静置油液中的气体分离规律研究及油箱的小型化设计提供了参考。

关键词：气液分离液压油数值计算气液两相流

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伺服力矩马达输出转矩影响因素分析

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液压与气动 2021年第7期45卷 65-70页

作者：黄橙橙严成坤张佳楠徐殿峰张晋燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004 河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验室河北秦皇岛066004 中国航发长春控制科技有限公司吉林长春130000

电液伺服阀作为液压伺服控制元件中的核心元件,能将微弱信号转换为大功率信号,力矩马达作为电液伺服阀的核心元件,其性能直接影响电液伺服阀的性能。为了分析力矩马达输出转矩的影响因素,基于AMESim搭建仿真平台对各个因素进行分析,结... 详细信息

电液伺服阀作为液压伺服控制元件中的核心元件,能将微弱信号转换为大功率信号,力矩马达作为电液伺服阀的核心元件,其性能直接影响电液伺服阀的性能。为了分析力矩马达输出转矩的影响因素,基于AMESim搭建仿真平台对各个因素进行分析,结果表明,永磁体剩余磁化强度、衔铁中心到衔铁末段距离、气隙处磁极面积和线圈匝数对力矩马达输出转矩影响较大,永磁体的长度以及横截面积和衔铁处于中位时气隙长度对力矩马达输出转矩影响较小,并通过试验验证了其正确性。

关键词：力矩马达输出转矩影响因素 AMESim仿真

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基于ANFIS的外啮合齿轮泵寿命预测研究

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仪器仪表学报 2020年第1期41卷 223-232页

作者：郭锐赵之谦贾鑫龙赵静一张生燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验室秦皇岛066004 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室秦皇岛066004 河北省特种运载装备重点实验室秦皇岛066004

从流量退化趋势的角度提出了基于自适应网络模糊推理系统的寿命预测方法。首先利用改进的集合经验模态分解(MEEMD)方法对加速退化试验的振动数据进行多尺度重构降噪,提取重构信号的峭度值、均方频率、小波包能量,与转矩、转速、压力信... 详细信息

从流量退化趋势的角度提出了基于自适应网络模糊推理系统的寿命预测方法。首先利用改进的集合经验模态分解(MEEMD)方法对加速退化试验的振动数据进行多尺度重构降噪,提取重构信号的峭度值、均方频率、小波包能量,与转矩、转速、压力信号作为齿轮泵性能退化特征;然后使用核主元分析方法(KPCA)进行多特征融合,进而实现外啮合齿轮泵退化评估指标的建立和分析;再利用其退化评估指标与流量信号作为输入量对自适应网络模糊推理系统模型(ANFIS)进行训练,得到的齿轮泵剩余寿命预测模型,为了进一步验证该算法的有效性将其与liner回归模型、三次指数预测模型算法进行了比较,最后基于蒙特卡罗样本扩充方法实现外啮合齿轮泵的可靠性评估。结果表明,该方法的结果与实际阈值的预测误差约为8%,能够对外啮合齿轮泵的寿命进行比较准确的评估。

关键词：外啮合齿轮泵寿命预测模态分解多特征融合自适应网络模糊推理系统

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电液伺服实验台在实践教学中的应用

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实验室研究与探索 2021年第12期40卷 168-172,203页

作者：赵劲松孙鑫宇董杰徐嘉祥何冰耀刘子旭燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室河北秦皇岛066004 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004

针对机电控制工程专业课程概念抽象、理论脱离实践的教学难题,搭建了一套可为机电液一体化专业课程实验教学的、含有负载多级倍增装置的多功能电液伺服实验台,分析了该实验台工作原理,建立了系统整体模型。结合典型工程案例,指导学生开... 详细信息

针对机电控制工程专业课程概念抽象、理论脱离实践的教学难题,搭建了一套可为机电液一体化专业课程实验教学的、含有负载多级倍增装置的多功能电液伺服实验台,分析了该实验台工作原理,建立了系统整体模型。结合典型工程案例,指导学生开发基于快速原型控制技术的位置、速度、力闭环及反馈校正控制程序,处理实验数据而获取响应曲线,并评价系统的动态跟踪性能,探索电液伺服实验台在实践教学中的应用。教学实践表明,结合电液伺服实验台进行实践教学,完善了电液伺服相关课程的教学模式,加深了学生对理论知识的理解,培养了学生解决实际工程问题的能力。

关键词：电液伺服快速原型控制负载多级倍增实验教学平台

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液压凿岩机器人机械臂轨迹规划研究

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中国工程机械学报 2021年第4期19卷 289-294页

作者：郭锐石月李永涛覃艳明赵静一燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验室河北秦皇岛066004 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学河北省特种运载装备重点实验室河北秦皇岛066004

针对液压凿岩机器人机械臂的轨迹规划问题,提出一种液压系统与机械臂轨迹优化相结合的全局功率匹配方法。构建机械臂运动学位姿模型,在关节坐标系内基于三次多项式、五次多项式和带抛物线过渡的线性插值函数等寻优算法进行机械臂轨迹规... 详细信息

针对液压凿岩机器人机械臂的轨迹规划问题,提出一种液压系统与机械臂轨迹优化相结合的全局功率匹配方法。构建机械臂运动学位姿模型,在关节坐标系内基于三次多项式、五次多项式和带抛物线过渡的线性插值函数等寻优算法进行机械臂轨迹规划。搭建机械臂液压系统运动轨迹跟踪仿真模型,获取仿真环境下多液压缸协同控制的运动规律,根据不同轨迹曲线结合液压系统的各部分变量进行参数合理匹配与控制策略优化,从而进行了液压凿岩机器人机械臂轨迹规划验证。研究结果表明:五次多项式的规划方法能精确跟踪期望的关节运动轨迹,同时满足平稳运动和低耗能的要求。

关键词：液压凿岩机器人机械臂运动学轨迹规划

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管路防爆阀误动作机理与抑制方法研究

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振动与冲击 2020年第21期39卷 274-278,291页

作者：高雪忠刘小平强红宾张立杰燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004 燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室河北秦皇岛066004 国投中煤同煤京唐港口有限公司河北唐山063600

根据管路防爆阀在工程应用中容易误动作的实际难题,建立了管路防爆阀流量与Amesim仿真模型,从理论上分析了误动作产生的根本原因是系统流量和工作温度对管路防爆阀流量特性的影响,在Amesim软件环境下进行建模仿真,并在某港口设备进行了... 详细信息

根据管路防爆阀在工程应用中容易误动作的实际难题,建立了管路防爆阀流量与Amesim仿真模型,从理论上分析了误动作产生的根本原因是系统流量和工作温度对管路防爆阀流量特性的影响,在Amesim软件环境下进行建模仿真,并在某港口设备进行了实验验证。通过调节系统阀件,控制工作温度可以有效避免管路防爆阀误动作,这对管路防爆阀的应用和现场调试提供了参考。

关键词：防爆阀误动作动作机理抑制方法

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电液伺服振动台研制及教学应用

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实验技术与管理 2021年第10期38卷 172-176页

作者：赵劲松董杰孙鑫宇徐嘉祥赵利强李戊戌燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室河北秦皇岛066004 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004

为增强流体传动与控制专业学生的实践能力,解决该专业概念抽象的教学难题,搭建了一套二自由度电液伺服振动台。文章分析了振动台工作原理,建立了系统数学模型,并利用快速原型控制技术,指导学生开发了多通道系统闭环控制程序,获取了响应... 详细信息

为增强流体传动与控制专业学生的实践能力,解决该专业概念抽象的教学难题,搭建了一套二自由度电液伺服振动台。文章分析了振动台工作原理,建立了系统数学模型,并利用快速原型控制技术,指导学生开发了多通道系统闭环控制程序,获取了响应曲线,分析了实验台的动态跟踪性能,探索了电液伺服振动平台在实验教学中的应用。教学实践表明,基于电液伺服振动台进行实验教学,能够加深学生对理论知识的理解,提高学生将理论知识应用于实践的能力,也为机电液一体化相关专业实验教学提供了一种新型平台。

关键词：电液伺服快速原型控制振动台实验教学

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