發(fā)布時(shí)間：2020-03-30 00:21

【摘要】：電液伺服閥是航空航天領(lǐng)域中關(guān)鍵基礎(chǔ)元件,其中以偏轉(zhuǎn)板射流方式作為前置級(jí)的伺服閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗污染能力強(qiáng)的特點(diǎn),有廣泛的應(yīng)用前景。它的關(guān)鍵部件偏導(dǎo)射流機(jī)構(gòu)擁有復(fù)雜而微小的結(jié)構(gòu),其內(nèi)部流場(chǎng)的動(dòng)態(tài)特征很難被精確的數(shù)學(xué)模型描述。因此,為了指導(dǎo)偏導(dǎo)射流伺服閥的設(shè)計(jì)與生產(chǎn),研究該伺服閥的偏導(dǎo)射流機(jī)構(gòu)內(nèi)部流動(dòng)穩(wěn)定性和流動(dòng)噪聲是至關(guān)重要的。本文首先分析了偏導(dǎo)射流機(jī)構(gòu)的復(fù)雜結(jié)構(gòu),將內(nèi)部射流流場(chǎng)分為四個(gè)階段。并基于射流理論、附壁射流理論和沖擊射流理論對(duì)內(nèi)部流場(chǎng)建立三維數(shù)學(xué)模型,準(zhǔn)確描述流場(chǎng)內(nèi)部任何一點(diǎn)的速度和壓力特征。通過(guò)氣穴現(xiàn)象評(píng)價(jià)參數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)氣穴發(fā)生的位置。其次建立了準(zhǔn)確的三維數(shù)值模型,并對(duì)模型進(jìn)行了結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分,最大程度保證數(shù)值模擬計(jì)算的準(zhǔn)確性。在數(shù)值模擬中,首先對(duì)模型進(jìn)行了瞬態(tài)二相流數(shù)值模擬,獲得了在整個(gè)射流過(guò)程中氣穴產(chǎn)生和潰滅的變化情況,為分析內(nèi)部流動(dòng)噪聲提供了有力的依據(jù)。其次對(duì)模型進(jìn)行了瞬態(tài)大渦模型(LES)數(shù)值模擬,得到整個(gè)射流過(guò)程中流場(chǎng)的動(dòng)態(tài)分布以及射流穩(wěn)定下的流場(chǎng)分布。同時(shí),數(shù)值模擬結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了相互驗(yàn)證。最后,進(jìn)行偏導(dǎo)射流機(jī)構(gòu)特性試驗(yàn)研究,設(shè)計(jì)測(cè)試試驗(yàn)裝置,測(cè)定不同偏轉(zhuǎn)板位移條件下的流場(chǎng)壓力分布。試驗(yàn)結(jié)果表明,偏導(dǎo)射流機(jī)構(gòu)的三維數(shù)學(xué)模型與數(shù)值模擬能夠有效描述電液伺服閥偏導(dǎo)射流機(jī)構(gòu)的射流特性。本文首次提出偏導(dǎo)射流機(jī)構(gòu)流場(chǎng)的三維數(shù)學(xué)模型,該模型能準(zhǔn)確描述偏導(dǎo)射流機(jī)構(gòu)空間流動(dòng)特征。建立了更加準(zhǔn)確的三維數(shù)值模型,并對(duì)此復(fù)雜模型進(jìn)行了結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分,網(wǎng)格質(zhì)量達(dá)到較高水平,保證數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。進(jìn)行模型的瞬態(tài)LES和瞬態(tài)二相流數(shù)值模擬,能更加形象的分析內(nèi)部流場(chǎng)的流動(dòng)特性。論文完善了偏導(dǎo)射流機(jī)構(gòu)流場(chǎng)特性的理論體系,對(duì)電液伺服閥偏導(dǎo)射流機(jī)構(gòu)研究提供了更加完善的理論基礎(chǔ),同時(shí)為今后研究者提供了可參考的研究方法,并對(duì)電液伺服閥的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)提供了指導(dǎo)性意義。
【圖文】：

壽命等也產(chǎn)生巨大的影響。逡逑伺服閥受到一定程度的污染，會(huì)導(dǎo)致其功能的失靈，因此，研發(fā)射流管式伺服逡逑閥，如圖１－１，以及偏導(dǎo)射流式伺服閥，如圖１－２，得以發(fā)展，使其具備較高的抗污逡逑染性。就前者而言，屬于上世紀(jì)美國(guó)產(chǎn)品，主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。美國(guó)、俄羅斯等逡逑國(guó)家，無(wú)論是在民用客機(jī)還是軍事飛機(jī)上均使用此裝置［８］。從其本身的優(yōu)點(diǎn)來(lái)看，逡逑零位穩(wěn)定是其典型的特點(diǎn)，失效時(shí)閥芯能自動(dòng)回中位，這對(duì)于航空液壓特別重要，逡逑此外還具有抗污染能力強(qiáng)和壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，唯一不足的是它的動(dòng)態(tài)特性要稍低一逡逑些Ｍ。美國(guó)等國(guó)家，為更好發(fā)揮該產(chǎn)品的性能，也在逐步進(jìn)行創(chuàng)新［１Ｇ］。以俄羅斯為逡逑例，其在閥芯兩段，添加了雙冗位置傳感器，通過(guò)此裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)閥芯位置的有逡逑效監(jiān)測(cè)，若檢測(cè)到故障信號(hào)，啟動(dòng)備用裝置，極大程度提升了系統(tǒng)可靠性。Ｍｏｏｇ逡逑公司改進(jìn)了伺服機(jī)構(gòu)

壽命等也產(chǎn)生巨大的影響。逡逑伺服閥受到一定程度的污染，會(huì)導(dǎo)致其功能的失靈，因此，研發(fā)射流管式伺服逡逑閥，如圖１－１，以及偏導(dǎo)射流式伺服閥，如圖１－２，得以發(fā)展，使其具備較高的抗污逡逑染性。就前者而言，屬于上世紀(jì)美國(guó)產(chǎn)品，主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。美國(guó)、俄羅斯等逡逑國(guó)家，無(wú)論是在民用客機(jī)還是軍事飛機(jī)上均使用此裝置［８］。從其本身的優(yōu)點(diǎn)來(lái)看，逡逑零位穩(wěn)定是其典型的特點(diǎn)，失效時(shí)閥芯能自動(dòng)回中位，這對(duì)于航空液壓特別重要，逡逑此外還具有抗污染能力強(qiáng)和壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，唯一不足的是它的動(dòng)態(tài)特性要稍低一逡逑些Ｍ。美國(guó)等國(guó)家，為更好發(fā)揮該產(chǎn)品的性能，也在逐步進(jìn)行創(chuàng)新［１Ｇ］。以俄羅斯為逡逑例，其在閥芯兩段，添加了雙冗位置傳感器，通過(guò)此裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)閥芯位置的有逡逑效監(jiān)測(cè)，，若檢測(cè)到故障信號(hào)，啟動(dòng)備用裝置，極大程度提升了系統(tǒng)可靠性。Ｍｏｏｇ逡逑公司改進(jìn)了伺服機(jī)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH137.52

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2606734