新型液力控制系统流场研究

介绍了新研制的一种新型清洗机所采用的调压溢流阀和转速调节阀结构及原理。结合调压溢流阀和转速调节阀的结构和工作原理，运用弹性水击理论及阀和泵动作的边界条件，对两阀内部和两阀之间的管道流场建立相应的数学模型，得出管道系统的压力变化规律。在两阀内部，利用计算出来的关系式对阀内部结构尺寸参数和弹簧弹性系数进行优化设置，最后通过实验结果，检验了参数设置的正确性。     

自力式液位自动控制阀水击仿真研究

为了满足我军油料自动灌装需要，研制了液位自动控制阀。通过对该阀进行水击仿真，对影响水击压强大小的主要因素及如何控制水击危害进行了研究。研究揭示流体的初速变化、阀门关闭曲线指数和关阀时第三段阀门的关闭时间对阀门的水击影响最大，其为阀门的优化设计主要考虑因素。     

水击压力造成管线振动的实验研究

对地面裸管铺设、用普通连接器连接的DN100机动管线进行实验研究,探讨机动管线在不同水击压力作用下,管线系统的振动情况.实验表明,水击值的大小与关阀的速度和关闭的程度有关,压力较高且阀门关闭较快时,管线中水击效应明显,管线轴向振动中受迫振动占主导地位,自由振动部分占次要地位.压力上升值不同,悬空段振动情况亦不相同,而位移、速度、加速度的变化趋势相同.液体压力变化导致管线发生轴向运动,连接处的折转角发生变化,管线作轴向自由振动,同时作与液体纵波频率相等的强迫振动.连接耦合的影响与刚性连接管线相比更为突出.     

管道瞬态激振响应管长的计算

在水击压力波沿管道传播的过程中，遇到内部流场边界时，就会对管道产生激振响应，从而引起管道的振动。针对管道的激振响应，分别从水击波的简化模型和考虑管道和流体相互作用的固液耦合模型，推导了管道瞬态激振响应中的激振部件间隔管长计算公式，分析比较了简化模型和耦合模型的不同，并且提出一些防止共振的方法。     

有限元法在管道水击计算中的应用探索

管道水击基本方程属于一阶双曲型偏微分方程,虽然目前水击主要采用特征线法进行计算,但有限元法也可以求解双曲型方程,据此尝试采用伽辽金加权余量法对管道水击进行有限元数值计算。根据管道水击的基本微分方程组,选取适当的速度、压力插值函数,建立管道水击的有限元模型,并通过实例分析,和特征线法相比较,证实有限元法在管道水击计算中是有应用前景的,有必要作进一步深入研究。     

长管水击最大水击压强的解析

从管道水击微分方程的特征分析入手,提出了水击特征方程的黎曼不变量和网格分析解,建立了管道水击问题的近似解析解,给出了长管水击最大水击压强的计算表达式。通过实际算例对解析解和数值解结果进行了比较。对水击微分方程的重力项也进行了讨论。     

槽头式野战管线水击波速测量研究

液体管道的水击波速受流体压力、温度、分子结构、含气量及管线几何尺寸、管材等因素的影响,准确地确定管线的水击波速是一个相当困难的问题,通过实验测量水击波速是一个常用方法。管线水击波速的常用测量方法有波前法和周期法。综合运用波前法和周期法,设计了实验测量野战管线的水击波速,并将实验结果与笔者先前提出的水击波速计算公式的计算结果作了对比,验证了公式的有效性。     

带梭阀负载敏感液压系统中阀控缸结构的研究

以压力补偿回路带梭阀的负载敏感液压系统中的阀控缸结构为研究对象,通过理论分析推导得出采用完全匹配的非对称阀控制非对称缸能够抑制系统换向压力冲击和扩大系统负载边界的结论同样适用于负载敏感液压系统,并确定了具体的负载边界范围和负载敏感功能正常工作的条件,为带梭阀负载敏感液压系统中阀控缸结构的设计提供了理论依据。     

槽头式野战管线水击波速计算方法研究

按照弹性水击理论,管线内发生水力瞬变时,其水击波速取决于管子的弹性、流体的可压缩性和管子受约束的情况。对于给定的输送介质,焊接式固定输油管线的水击波速是一个常数。而槽头式野战管线采用连接器连接,胶圈密封,这种特殊的连接方式改变了管子整体的弹性摸量,从而使水击波速的常规计算方法不再适用。本文研究了野战管线连接器连接方式时水击波速的影响,实验研究了在受到约束时,橡胶的弹性模量随所受压力的变化而变化的规律,推导出野战管线水击波速平均计算方法,推导的公式表明:与焊接式固定管线不同,野战管线的水击波速随管线内压力的增大而增大。     

模拟海深条件下提升阀流动特性的实验研究

水压传动技术应用于深海环境可以直接从海洋中吸水加压,高压水作功之后可以直接排入海洋,不需要水箱和回水管道,大大简化了系统,具有独特的优势。然而,在深海作业时,液压元件的工况同陆地相比有较大的差异,海深压力相当于在元件出口加了一个背压。文中用背压来模拟海水压力,对以水作介质时背压对提升阀口流量特性的影响进行了实验研究。研究结果表明,背压使得流量饱和更容易发生;有背压时的流量系数比没有背压时的流量系数大;当阀芯和阀座有叠合时,背压对阀口流量特性的影响比阀芯和阀座没有叠合时的影响大。     

油料洞库油罐通气管道设计分析

油料洞库油罐通气管道是油罐进行大呼吸、小呼吸的通道，使油罐气体空间的正负压力处于规定的压力范围，达到保护油罐安全的作用。通过计算油罐阻火器和油罐通气管道的压力损失，结合油罐呼吸阀的压力等级、油罐收发油流量等参数，分析了不同油罐通气管道管径对油罐内正负压力的影响，提出了油罐通气管道管径的选择原则。最后就油罐通气管道内油气的燃爆特性，提出了油罐通气管道的材质要求及其附设的抗爆振性要求。     

分布参数管道的一种改进的小分段数有限元模型

在分段数为１和２时，现有有限元模型的一阶谐振频率比一维分布参数模型的一阶谐振频率低许多，因而其适用的频率范围较低，计算精度较差。本文提出了一种改进的小分段数有限元模型，通过修正流体管道的并联导纳使分段数为１和２时的有限元模型的一阶谐振频率与一维分布参数模型一致，从而提高了其使用的频率范围和计算精度。利用单根管道阀门关闭的水击问题的仿真计算对改进模型的效果进行了验证。在分段数为２时，原有的有限元模型的计算结果与分布参数模型的计算结果相差较大，而改进后的模型的计算结果与分布参数模型的计算结果基本一致。     

核动力装置蝶式止回阀水力学特性的数值模拟

针对Relap5程序中蝶式止回阀水力学模型相对粗糙的问题,基于CFD软件Fluent15.0,对典型的蝶式止回阀水力学特性进行了模拟计算与研究,分析了原有Relap5程序止回阀模型的不足并构建了一个新的蝶式止回阀水力学计算模型。采用新的模型对止回阀稳态和瞬态运行特性进行了数值模拟,结果表明:该蝶式止回阀模型精度高、适用范围广。     

悬空管道固有频率的计算

在地质灾害作用下，输油管道下方的土层下陷或流失会造成管道悬空。当悬空管道发生弯曲变形时，两端埋地管道要对悬空管道产生影响。利用埋设段和悬空管道的受力平衡条件联立求解出两段管道的弯曲变形，并且讨论了不同土壤刚度和管道轴向力条件下悬空管道振动的固有频率，并和工程上推荐使用的简支梁和两端固支梁的静动态特性进行比较。管道大幅振动或共振是管道破坏的重要原因，准确计算悬空管道的固有频率，对悬空管道的静力分析、振动分析以及输油管道的完整性评价都有非常重要的意义。     

岩土崩塌冲击作用下埋地管道应力与变形分析

基于散体极限平衡条件,利用马斯顿提出的沟内埋管垂直土压力计算模型,对存在冲击荷载情况的埋地管道受力进行分析,同时根据弹性半空间理论对落石冲击荷载情况下管道轴向附加荷载分布情况进行了计算分析。在利用传统的应力设计进行分析校核的同时,应用竖向变形量设计理念,研究了落石垂直冲击管道正上方时管道变形情况,以此来判断管道失效与否,为地质崩塌灾害易发区埋地管道的铺设方式提供理论和实践依据。     

双控制回路电静液作动器建模及控制器设计

针对典型电静液作动器存在响应速度较慢的问题,将伺服阀引入其中,采用压力和位置双控制回路体系,阐述了其工作原理和建立了数学模型。同时作动器作为参数不确定性和外负载力变化的系统,在压力控制回路中,考虑其不确定性范围和性能指标要求基础上,基于定量反馈理论(QFT)设计了压力控制器。在位置控制回路中,运用动态压力校正伺服阀流量,消除外负载力的影响;并把位置误差引入压力控制回路,以提高其响应速度。仿真结果表明,其综合性能较好且便于工程实现。     

电控喷油器电磁阀关闭过程的阀芯力学分析

应用液压流体力学原理,对电控喷油器中普遍采用的几种阀芯形式进行了受力分析,推导出了阀芯所受液压力的公式,并且计算了阀芯在关闭过程中所受液压力的变化情况,最后通过比较发现:平面阀在关闭过程中所受液压力最大,锥阀最小,球形阀介于其间,但是关闭以后各种形式的阀芯受力一样大。响应特性测试结果表明:平面阀与锥阀的密封性较好,控制油耗率为28%左右;两者的开启响应时间基本相同,但在关闭响应方面锥阀要好于平面阀。     

旋成体跨音速脉动压力环境分析与预测

脉动压力是进行结构响应分析和力学环境研究的重要依据。利用平均流场的数值模拟方法与基于实验的工程预测模型相结合的技术途径,对跨音速下旋成体的表面脉动压力环境进行了分析与预测,给出了旋成体在不同攻角、不同马赫数条件下表面脉动压力系数分布以及脉动压力功率谱分布曲线,并且与实验结果作了比较分析,得出结论基本一致。     

差压式管道内检测机器人驱动力与速度分析

差压式管道内检测机器人是利用管道中流动介质压力差驱动的检测装置，机器人受力情况及周围流场分布对其运动状态有着重要的影响。通过对检测机器人受力分析和数值模拟，讨论了影响给定机器人驱动力的主要因素，得到了以水为流动介质在水平管道情况下，水流速度与机器人稳态速度的近似关系式，为以后进一步研究机器人定位提供帮助。     

阀控液压马达速度伺服系统仿真分析

针对干扰力矩对阀控液压马达速度伺服系统的影响,利用结构不变性原理给系统加入了补偿器来消除干扰力矩的影响,同时利用PID控制来提高系统的抗干扰性。仿真表明,在利用结构不变性原理后再通过PID控制可以有效提高系统抗干扰能力和控制精度。