某型战斗机内埋式武器舱舱门启闭安全阀研发及特性研究
这是一篇关于舱门启闭安全阀,动态特性,气蚀,流场仿真,振动仿真的论文, 主要内容为随着相关先进机载武器的出现,当代战斗机的武器已经由外挂式变为内埋式。因此在战斗机进行作战任务时就必须打开武器舱舱门进行发射作战。而由于舱门在打开和关闭的过程中会引起周围流场的剧烈变化,因此武器舱舱门在不同的位置受到的载荷也会剧烈变化,因此需要配置启闭安全阀得以控制形成所容许的边界,提高战机作战可靠性。那么设计出这款阀并进行性能分析及参数优化对该阀提高自身各项性能以及后续在航空领域的应用都有着重要意义。首先通过压力流量方程等相关流体力学公式建立该阀的数学模型并绘制传递函数框图,而后研究选取出主要结构参数,应用仿真软件AMESim对该启闭安全阀建模仿真,分析仿真结果得出该阀的各项性能良好,响应平稳。而且主阀前腔、主阀弹簧腔、先导阀前腔大小以及各个阻尼孔直径等结构参数对该阀的静动态特性有着显著的影响,在设计取值时要多方考虑,慎重选取。研究分析该舱门启闭安全阀主阀阀口的流场分布特性以及负压气蚀现象等对优化该阀的工作性能有重要作用。基于计算流体力学的基本理论,运用CFD流体仿真软件fluent,建立阀口的流场三维模型并进行仿真,得到主阀阀口流场的静压力云图、速度矢量图、湍动能云图等,研究阀口流场的具体分布特点及阀口压降的大小还有气蚀现象产生的原因,并分析了主阀口反半锥角及主阀芯圆角等结构参数对该阀阀口流场的影响,从而指明了优化方向。对该阀工作性能的评估在设计要求中有具体实验要求,包括振动功能实验、静强度实验等。本文运用ANSYS workbench有限元软件对该阀进行仿真实验,出具模态云图、压力云图等,解出对应的剩余强度系数,验证其满足规定的工况要求。将该启闭安全阀上液压试验台进行实地实验,规律调节通过该阀的流量,记录主阀阀口的压力及对应流量的数据,运用matlab拟合出压力流量实验曲线,验证该阀的设计要求满足性及之前的仿真可靠性。总之,设计出的该款内埋式武器舱舱门启闭安全阀经过多方面的分析研究,其性能良好,响应稳定,满足设计工况的要求,同时本文对该阀的各个结构参数进行了分析,提出了优化方向,有利于提升该阀的各项性能,使其更好工作。
数控机床结合面动态特性参数数据库管理系统设计与开发
这是一篇关于结合面,动态特性,数据库,神经网络的论文, 主要内容为数控技术关系到一个国家的工业水平和战略地位,是先进制造业的核心之一。研究表明,机床结合面对数控机床的动态特性影响巨大,国内对结合面研究与国外相比有很大差距,造成这方面差距的主要原因是在对数控机床结合面分析时缺少必要的数据库的支持。因此,建立机床结合面数据库管理系统对机床设计与研究具有重大的意义。 本文概括和总结了结合面的定义、种类和结合面动态特性的影响因素,介绍了结合面国内外的研究现状和方法,根据需求,对数控机床结合面特性数据库系统进行总体方案的设计与分析,包括体系结构的设计、流程分析,数据流图的分析和系统功能模块的划分,并阐述了系统开发的关键技术。将神经网络技术应用到结合面动态特性研究中,建立了预测结合面动态特性参数的BP神经网络模型。针对传统BP算法的收敛速度缓慢,容易陷入局部极小值的特点,同时又考虑到了遗传算法全局寻优的特性,本文提出了遗传算法和LM-BP两种不同的结合面特性神经网络模型,通过实际数据,验证所建立的结合面的神经网络模型的准确性。最后阐述了数据库可视化的实现方法,并利用VB和MATLAB完成了数据库的可视化的实现操作,并描述了系统的运行实例。 基于上述的分析研究,开发了一个采用C/S模式的结合面数据库管理系统,实例表明,该系统可以有效地指导机床设计,为机床的CAD/CAM分析奠定了扎实的基础。
先导式安全阀动态特性分析
这是一篇关于先导式安全阀,AMEsim,动态特性,流场分析,响应面优化的论文, 主要内容为在我国的各种能源中,煤炭一直是最主要的一种。为了实现“高效安全”的采煤作业,对作为矿井下采煤的主体支撑与安全保障的液压支架的性能要求也不断提高。安全阀是液压支撑系统中最重要的基本部件,主要是起控制流量和过载时的保护作用;它的工作特性对整体液压支撑系统的动力稳定性及可靠性有很大的影响,通过文献调研,在先导式安全阀的使用过程中,对于它的灵敏度和动态特性有一定的指标要求。为此,需要对先导式安全阀中所涉及到的动态特性问题进行深入的研究。本文主要的研究重点如下:(1)介绍本文的研究背景及意义,阐述了目前液压支架在煤炭开采中的重要意义以及安全阀在液压支架中的关键性作用,先导式安全阀与其他安全阀比较的优缺点,选定先导式安全阀为研究对象,并介绍了先导式安全阀在国内外的发展现状。对先导式安全阀的工作原理及基础结构尺寸计算进行了分析,并列举了先导式安全阀的性能指标及动态特性影响因素,为下一步的动态特性研究奠定一定的理论基础。(2)使用AMEsim动态分析软件,构建了先导式安全阀在AMEsim中整体回路的仿真模型,对先导式安全阀在五种不同结构参数下(主阀芯的质量,先导阀芯的质量,先导弹簧的剪切模量,进口阀腔体积,阻尼孔直径参数)的动态特性进行了详细的分析。结果表明,适当减小阀腔体积、增大阻尼孔直径、减小先导弹簧剪切模量、减小阀芯质量可以优化先导式安全阀的动态特性。(3)使用Fluent流体仿真软件,将四种具有不同阀芯开度的先导式安全阀作为研究对象,将局部作为研究对象,对其进行了详细的研究。在相同边界条件,不同开口度、相同开口度,不同入口压力及出口压力下,安全阀阀芯附近流道的流场总压云图变化规律、流场速度图变化规律以及湍动能分布图变化规律。(4)选择响应面优化设计方法,采用二次多项式拟合得到压降与主阀三个结构参数的拟合方程,得到设计变量取值:A=130.593mm,阀座直径B=104.82mm,阀座边缘角度C=21.9947°。优化后的模型相比于基础安全阀压降减小了92330 Pa。
高压超大流量高水基安全阀的研究
这是一篇关于超大流量,随动式安全阀,动态特性,稳态液动力的论文, 主要内容为随着煤矿开采技术的发展,液压支护设备作为综采技术核心设备之一逐步向安全、高效、智能化逼近,而同时液压支架在大采高、超前支护、大工作阻力方向的发展,使得液压支护设备整体尺寸增加,对乳化液泵站系统的要求也越来越高。高压大流量安全阀(压力40MPa,流量1800L/min)应用于乳化液泵站及液压支架中,是液压支护和动力供给设备不可或缺的液压阀件,主要起稳压控制、过载泄压保护的作用,防止液压支架或乳化液泵站在面临骤然增压,卸荷不及时对整个系统造成破坏、变形等危害,其性能的好坏将直接影响乳化液泵站的安全系数与液压支架支护性能。通过对高压大流量安全阀不同结构在工作机理、密封方式、阀口结构优缺点方面的分析和研究,基于密封易失效、动态响应时间长及液动力对阀芯非线性干扰问题,根据安全阀的性能指标要求,提出随动式高压超大流量安全阀结构,对其运行机理与优缺点进行分析的同时完成结构的优化设计,进一步通过动静态特性的数学模型对安全阀其他参数值进行计算,后续对动态特性与阀芯液动力进行分析研究。利用AMESim对随动式安全阀的动态特性进行仿真,分别从冲击特性(流量阶跃)与启溢闭特性两方面对安全阀动态性能的影响进行了具体研究。分析了安全阀阻尼孔径和弹簧刚度在冲击工况时,不同取值对控制阀芯与主阀芯的压力超调率、过渡过程时间及响应时间的影响;对比了阻尼孔不同位置在启溢闭特性下对安全阀动态特性的影响。研究表明:在冲击特性下阀芯的振荡频率随阻尼孔径的增大而降低,振荡时间延长;弹簧刚度的增大导致稳态压力的增加,弹簧刚度过小,阀芯振荡剧烈,安全阀稳定性降低。安全阀的控制阀芯开设阻尼孔时调定压力略低于阀套开孔,但其动态响应性能较差,控制阀芯超调率较大且过渡过程时间较长,因此选取阀套设有阻尼孔的安全阀结构。通过液动力的仿真计算,对不同的阀口结构(普通锥阀结构、突缘结构、随动式结构)进行流场仿真,分析流场内部压力与速度场及液动力的变化情况,并针对空化现象对液动力的影响进行研究。结果表明,突缘结构对液动力补偿效果良好,随着阀芯开度与进出口压差的增加液动力值随之增大,其增长幅度较普通锥阀小;随动式结构主阀芯上液动力与普通锥阀相近,作用其上的流体力随开度的变化在零附近波动,当开度与调定压力接近设计数值时,主阀芯受流体力趋近于零,与构想结果一致,并可通过调整增压腔面积来控制调定压力的大小;空化现象的发生会导致液动力的数值略微减小,随开度的增加液动力变化趋势与湍流模型下基本一致。根据AMESim的仿真结果,进一步对安全阀不同阻尼孔位置的内部流场情况进行仿真分析,通过内部流场压力与速度云图结合动态特性仿真结果分析选取安全阀阀套设阻尼孔结构。增压腔面积的改变引起主阀芯流体力的增减,影响幅度较大,证明了随动式安全阀阀芯运行的稳定性能,为随动式安全阀方案可行性及优越的稳定性能提供了证明。本文针对提出的随动式安全阀结构动静态特性进行研究,为后续随动式安全阀研制的可行性提供理论支持,同时随动式结构为液压阀的设计提供思路与帮助。
某型战斗机内埋式武器舱舱门启闭安全阀研发及特性研究
这是一篇关于舱门启闭安全阀,动态特性,气蚀,流场仿真,振动仿真的论文, 主要内容为随着相关先进机载武器的出现,当代战斗机的武器已经由外挂式变为内埋式。因此在战斗机进行作战任务时就必须打开武器舱舱门进行发射作战。而由于舱门在打开和关闭的过程中会引起周围流场的剧烈变化,因此武器舱舱门在不同的位置受到的载荷也会剧烈变化,因此需要配置启闭安全阀得以控制形成所容许的边界,提高战机作战可靠性。那么设计出这款阀并进行性能分析及参数优化对该阀提高自身各项性能以及后续在航空领域的应用都有着重要意义。首先通过压力流量方程等相关流体力学公式建立该阀的数学模型并绘制传递函数框图,而后研究选取出主要结构参数,应用仿真软件AMESim对该启闭安全阀建模仿真,分析仿真结果得出该阀的各项性能良好,响应平稳。而且主阀前腔、主阀弹簧腔、先导阀前腔大小以及各个阻尼孔直径等结构参数对该阀的静动态特性有着显著的影响,在设计取值时要多方考虑,慎重选取。研究分析该舱门启闭安全阀主阀阀口的流场分布特性以及负压气蚀现象等对优化该阀的工作性能有重要作用。基于计算流体力学的基本理论,运用CFD流体仿真软件fluent,建立阀口的流场三维模型并进行仿真,得到主阀阀口流场的静压力云图、速度矢量图、湍动能云图等,研究阀口流场的具体分布特点及阀口压降的大小还有气蚀现象产生的原因,并分析了主阀口反半锥角及主阀芯圆角等结构参数对该阀阀口流场的影响,从而指明了优化方向。对该阀工作性能的评估在设计要求中有具体实验要求,包括振动功能实验、静强度实验等。本文运用ANSYS workbench有限元软件对该阀进行仿真实验,出具模态云图、压力云图等,解出对应的剩余强度系数,验证其满足规定的工况要求。将该启闭安全阀上液压试验台进行实地实验,规律调节通过该阀的流量,记录主阀阀口的压力及对应流量的数据,运用matlab拟合出压力流量实验曲线,验证该阀的设计要求满足性及之前的仿真可靠性。总之,设计出的该款内埋式武器舱舱门启闭安全阀经过多方面的分析研究,其性能良好,响应稳定,满足设计工况的要求,同时本文对该阀的各个结构参数进行了分析,提出了优化方向,有利于提升该阀的各项性能,使其更好工作。
数控机床结合面动态特性参数数据库管理系统设计与开发
这是一篇关于结合面,动态特性,数据库,神经网络的论文, 主要内容为数控技术关系到一个国家的工业水平和战略地位,是先进制造业的核心之一。研究表明,机床结合面对数控机床的动态特性影响巨大,国内对结合面研究与国外相比有很大差距,造成这方面差距的主要原因是在对数控机床结合面分析时缺少必要的数据库的支持。因此,建立机床结合面数据库管理系统对机床设计与研究具有重大的意义。 本文概括和总结了结合面的定义、种类和结合面动态特性的影响因素,介绍了结合面国内外的研究现状和方法,根据需求,对数控机床结合面特性数据库系统进行总体方案的设计与分析,包括体系结构的设计、流程分析,数据流图的分析和系统功能模块的划分,并阐述了系统开发的关键技术。将神经网络技术应用到结合面动态特性研究中,建立了预测结合面动态特性参数的BP神经网络模型。针对传统BP算法的收敛速度缓慢,容易陷入局部极小值的特点,同时又考虑到了遗传算法全局寻优的特性,本文提出了遗传算法和LM-BP两种不同的结合面特性神经网络模型,通过实际数据,验证所建立的结合面的神经网络模型的准确性。最后阐述了数据库可视化的实现方法,并利用VB和MATLAB完成了数据库的可视化的实现操作,并描述了系统的运行实例。 基于上述的分析研究,开发了一个采用C/S模式的结合面数据库管理系统,实例表明,该系统可以有效地指导机床设计,为机床的CAD/CAM分析奠定了扎实的基础。
山地收割机电液负载敏感系统研究
这是一篇关于山地收割机,电液负载敏感系统,变压差控制,模糊PID,动态特性的论文, 主要内容为农业作为我国第一产业,是我国国民经济的基础,对促进我国经济发展有着重要地位。在我国耕地总面积中山地地区的耕地面积占比较大,收获环节作为农业生产过程中最后的一个环节,直接影响到粮食的产量,因此研发出一台适用于山地的收割机对我国农业发展具有重要意义。液压系统因其布局紧凑、输出力大等特点被广泛应用于收割机控制系统,由于普通的液压系统节能较差,设计成本较高,而液压系统设计的合理性会直接影响到收割机的工作效率。因此,本文采用负载敏感系统作为收割机液压控制系统,但考虑到传统的负载敏感系统采用机-液式反馈控制存在系统稳定性差且控制精度低等问题,故采用压力传感器传递压力信号,并将永磁同步电机作为动力源,采用变转速控制设计出一套山地收割机电液负载敏感系统,并在系统中采用了电子技术,保证山地收割机进行智能化作业。论文完成研究内容如下:(1)首先根据山地收割机实际功能需求,考虑到其成本以及实际应用问题,选用出合理的负载敏感系统设计方案,设计出山地收割机主要装置子系统回路,分析了山地收割机各子系统回路的液压原理,并且整合得到了山地收割机电液负载敏感系统原理总图。其次对山地收割机中主要的液压元件进行了计算、选型,并建立了数学模型,为后续的研究提供了理论基础。(2)为验证所设计的山地收割机液压系统的合理性,在基于山地收割机液压系统的工作原理基础上,搭建AMESim仿真模型,在该仿真模型基础上验证系统控制方案的可行性以及对主要元件进行模型验证,通过仿真实验对山地收割机电液负载敏感系统工作装置和行走装置在不同典型工况下的动态特性进行了研究,并进一步研究了在条件最为恶劣的爬坡作业工况下的动态特性。仿真结果表明,所设计的山地收割机液压系统可实现单泵驱动多执行机构执行复合动作,操控性和抗流量饱和性能较好。(3)为提升山地收割机液压系统的负载及速度适应性,采用两种变压差控制方式:1)Load Sensing(LS)主变压差;2)压力补偿阀变压差。通过仿真实验分别对系统采用这两种方案后的系统特性进行了研究。研究结果表明,山地收割机液压系统采用LS主变压差后可以提高系统的负载适应性、动态响应以及扩大系统速度调节范围;山地收割机液压系统采用压力补偿阀变压差控制后可以单独调节某一执行机构的速度,并能扩大其速度输出范围。(4)为提升山地收割机行走装置的行驶特性,在山地收割机液压系统行走装置原理基础上加入模糊PID算法实现了多路阀精确控制马达转速。在分析山地收割机行走装置工作原理的基础上搭建AMESim和Simulink联合仿真模型,将主从控制方式应用到该系统,对单侧马达回路转向工况和两侧马达回路直线行驶工况进行仿真研究。研究结果表明,对于单侧马达回路,在系统采用模糊PID控制后,相较于直接控制下,系统响应速度更快,超调量小,鲁棒性更好,转向特性较好;对于两侧马达回路,左侧行走液压马达的超调量为7.6%,右侧行走液压马达的超调量为11%,系统响应时间为0.7s,左、右侧行走液压马达达到目标转速后同步误差趋近于0,系统的同步性好,直线行驶特性良好;在两侧马达受到干扰后均能快速调稳,鲁棒性较好。
飞越曳引式客梯的振动分析
这是一篇关于电梯,振动,动力学模型,动态特性,仿真实验的论文, 主要内容为现代电梯制造企业不仅关注电梯运行时的安全可靠性问题,也把乘坐舒适度作为评价电梯质量的一项重要指标,电梯的动态特性是影响乘坐舒适度的主要因素。本文在对国内外的电梯振动研究进行分析的基础上,结合校企合作项目,采用理论研究、计算机仿真和实验相结合的研究方法对曳引比2:1的电梯振动问题进行深入分析。主要包括以下三个方面:(1)建立电梯垂直方向8自由度动力学模型,通过MATLAB编程求解不同参数对电梯系统固有频率的影响规律。结果表明可以通过改变轿底减振橡胶刚度、绳头弹簧刚度来调节电梯系统的固有频率,避免振动加剧。求解电梯在起制动过程中的惯性力、曳引轮旋转失衡、轿顶反绳轮偏心失衡以及三者共同作用下的振动响应位移和加速度。电梯在运行时这三种外界激励同时存在,三者都是电梯轿厢振动的重要原因。(2)在考虑导轨变刚度、滚动导靴接触刚度等因素的情况下,建立电梯水平方向8自由度动力学模型。考察不同轿厢参数对水平方向固有频率的影响规律,可以改变轿厢侧减振橡胶刚度、导靴弹簧刚度来调节水平振动系统的固有频率,避开外界激振频率。求解电梯轿厢在导轨不平顺度作用下的水平动力响应,结果表明导轨的不平顺度对轿厢水平振动有很大影响,导轨的同向弯曲影响尤其明显。(3)通过电梯模态实验,分别得到电梯垂直和水平方向的固有频率,并与仿真所得结果进行对比,仿真结果与实验结果符合程度较好。同时对电梯进行偏心载荷响应实验,根据实验结果提出减振意见。
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