【摘要】：液壓伺服系統因具有結構緊湊、功重比高、響應速度快等優(yōu)點而廣泛應用于能源動力、工程機械、航空航天等領域。隨著國家經濟的發(fā)展,大型工程設備和實驗裝置層出不窮,液壓伺服系統也朝著重載荷、大流量方向發(fā)展。為緊跟時代潮流,本文在國家自然科學基金項目(編號:NO.51275068)的支持下,研究了重載荷液壓伺服系統的各子系統,并結合以往中小型動靜三軸試驗儀的開發(fā)經驗,參與研制了一套以重載荷液壓伺服系統為核心的大型動靜三軸試驗儀裝置,該裝置軸向加載力可達10000KN,軸向最大位移可達800mm。本文的研究內容和方法主要包括以下幾個方面:首先,通過閱讀國內外相關文獻,了解液壓管路、液壓伺服系統和三軸試驗儀的研究現狀,并對管路流固耦合理論進行介紹,提出大型三軸試驗儀的設計方案。其次,建立各液壓元件的數學模型,對液壓伺服系統的各子系統進行理論分析,理解其工作機理;設計重載荷液壓伺服系統的能源系統、管路系統、液壓輔助系統和支撐結構,建立仿真模型,并分析系統穩(wěn)定性及設計可行性。根據分析結果,完成大型三軸試驗儀零部件的選型和整體的設計。然后,利用設計的大型三軸試驗儀進行土樣測試實驗,實驗數據表明,該大型三軸試驗儀能夠滿足實際工程要求。然而,深入研究發(fā)現,該系統頻帶寬度較窄,當輸入信號頻率較高時,信號波形有畸變,非正弦輸入時失真問題更加嚴重�？紤]到系統加載的非正弦周期信號屬于周期信號,滿足狄里赫利條件,可進行傅立葉級數分解。本文提出了一種在液壓伺服加載控制中改善非正弦周期信號的新方法,解決了在系統頻響特性稍差時非正弦周期加載波形的畸變和失真問題,避免了只能通過硬件升級來解決這一問題的現狀。該方法已經在大型三軸試驗儀的仿真中得到驗證,并在小型設備上進行了實驗驗證。最后,在裝置試驗過程中發(fā)現回油管路振動劇烈,針對這一問題,本文借助ANSYS Workbench軟件對重載荷液壓伺服系統的管路進行分析。在流固耦合條件下,研究不同支撐間距、管路厚度對管路變形、應力應變及模態(tài)的影響規(guī)律;利用LMS公司振動噪聲分析儀完成大型三軸試驗儀回油管路的模態(tài)實驗,實驗結果與ANSYS Workbench仿真結果相吻合,證明ANSYS Workbench分析方法解決大型三軸試驗儀回油管路的振動問題是可行的。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH137

【參考文獻】

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本文編號：2592825