本文關(guān)鍵詞：液壓沖擊器內(nèi)部流場(chǎng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)值模擬與分析

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【摘要】：對(duì)液壓沖擊器國(guó)內(nèi)外發(fā)展做簡(jiǎn)要概括，闡述了在理論模型、仿真技術(shù)、系統(tǒng)控制及性能測(cè)試等方面取得的成果及進(jìn)展。針對(duì)液壓系統(tǒng)仿真數(shù)學(xué)建模原理進(jìn)行討論，并基于對(duì)流場(chǎng)數(shù)值模擬方法（CFD）的分析，描述了求解器求解方法及方程離散方式。 根據(jù)沖擊器實(shí)車控制系統(tǒng)，對(duì)動(dòng)力元件、控制元件進(jìn)行建模驗(yàn)證，獲取與車載系統(tǒng)標(biāo)定值近似結(jié)果。依照沖擊系統(tǒng)實(shí)物模型，在Amesim中搭建系統(tǒng)仿真模型，并獲取不同工況下活塞運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力特性及活塞前后腔室的流量、壓力波動(dòng)特性。沖擊系統(tǒng)的仿真結(jié)果與試驗(yàn)值的變動(dòng)基本吻合。 建立了沖擊器活塞區(qū)域二維幾何模型，并在前后及中間腔室與油口交接處設(shè)置邊界層處理，通過(guò)不斷調(diào)整腔室網(wǎng)格密度保證解的穩(wěn)定。利用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，將活塞運(yùn)動(dòng)與腔室油液變動(dòng)進(jìn)行耦合分析。獲取了油液動(dòng)態(tài)變化時(shí)，前腔與第一信號(hào)口、中腔與第二信號(hào)孔及后腔腔室變動(dòng)區(qū)域內(nèi)，旋渦出現(xiàn)的位置及其對(duì)主流速度的影響，并對(duì)油道口處流場(chǎng)速度變動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了詳細(xì)分析。在數(shù)值模擬基礎(chǔ)上，獲取不同時(shí)刻腔室壁面靜壓力變化特性。通過(guò)對(duì)油液控制體受力分析，得到了活塞有效作用壁面的綜合受力表達(dá)。通過(guò)對(duì)活塞軸線方向所受合力的變化分析，得到了在腔室具有關(guān)閉或開(kāi)啟趨勢(shì)階段受力將會(huì)發(fā)生躍變的結(jié)論。同時(shí)，數(shù)值模擬的結(jié)果對(duì)沖擊器活塞部數(shù)學(xué)模型中壓力變化系數(shù)的確定提供了依據(jù)。 針對(duì)沖擊系統(tǒng)，搭建實(shí)車檢測(cè)平臺(tái)，同時(shí)提出一種基于示波檢測(cè)的新方法。對(duì)不同工況下的沖擊器進(jìn)行實(shí)車檢測(cè)，得到了沖擊器進(jìn)出口處流量、壓力變化趨勢(shì)；根據(jù)氮?dú)馐曳答伩刂圃�，�?duì)不同工況下流場(chǎng)數(shù)據(jù)分析，獲取了活塞運(yùn)動(dòng)速度、位移及能量曲線。通過(guò)進(jìn)出口流場(chǎng)試驗(yàn)值與活塞部流場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比可得到數(shù)學(xué)模型中壓力系數(shù)的變動(dòng)趨勢(shì)，并為模型的改進(jìn)提供了依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：液壓沖擊器 AMESIM仿真 動(dòng)網(wǎng)格 內(nèi)流場(chǎng) 數(shù)值模擬 動(dòng)態(tài)壓力
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH137
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 目錄9-12
• 第一章 液壓沖擊器研究現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)12-21
• 摘要12
• 1.1 液壓沖擊器發(fā)展基本概況12-13
• 1.2 液壓沖擊器理論模型的研究13-14
• 1.2.1 線性模型的研究13
• 1.2.2 非線性模型的研究13-14
• 1.3 液壓沖擊器在仿真、控制及測(cè)試上的研究14-17
• 1.3.1 液壓沖擊器仿真技術(shù)的研究14-15
• 1.3.2 液壓沖擊器控制系統(tǒng)的研究15-16
• 1.3.3 液壓沖擊器測(cè)試試驗(yàn)的研究16-17
• 1.4 液壓沖擊器技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)17-18
• 1.5 本課題研究意義、研究難點(diǎn)和研究?jī)?nèi)容18-21
• 1.5.1 課題研究意義18
• 1.5.2 課題研究難點(diǎn)及解決方案18-19
• 1.5.3 課題研究?jī)?nèi)容19-21
• 第二章 液壓系統(tǒng)仿真模型的建立及流場(chǎng)算法分析21-37
• 摘要21
• 2.1 液壓系統(tǒng)模型的建立21-27
• 2.1.1 液壓系統(tǒng)模型建立原則21-22
• 2.1.2 液壓系統(tǒng)基本容性模型的建立22-25
• 2.1.3 液壓系統(tǒng)基本感性模型的建立25-26
• 2.1.4 液壓系統(tǒng)基本阻性模型的建立26-27
• 2.2 Amesim 液壓系統(tǒng)仿真模型的建立27-30
• 2.2.1 Amesim 模型建立27-28
• 2.2.2 Amesim 模型基本元素介紹28-30
• 2.3 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）在流體流動(dòng)與控制中的基礎(chǔ)30-32
• 2.3.1 計(jì)算流體力學(xué)基本描述30
• 2.3.2 流場(chǎng)控制方程的描述30-32
• 2.4 流場(chǎng)計(jì)算方法及求解32-36
• 2.4.1 流場(chǎng)離散方法基本描述32-33
• 2.4.2 計(jì)算方程基本求解方法33-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第三章 液壓沖擊器沖擊系統(tǒng)仿真模型的建立37-62
• 摘要37
• 3.1 液壓沖擊器沖擊系統(tǒng)控制原理37-40
• 3.1.1 液壓沖擊器沖擊系統(tǒng)的整體描述37-38
• 3.1.2 液壓沖擊器主要控制部件分析38-40
• 3.2 液壓沖擊器系統(tǒng)各部件模型的建立40-48
• 3.2.1 液壓沖擊器動(dòng)力源模型的建立40-44
• 3.2.2 液壓沖擊器溢流閥模型的建立44-45
• 3.2.3 液壓沖擊器換向閥模型的建立45-46
• 3.2.4 液壓沖擊器泄漏及密封摩擦模型的建立46-48
• 3.3 液壓沖擊器沖擊部件仿真模型的建立48-52
• 3.3.1 液壓沖擊器沖擊部件數(shù)學(xué)模型49-51
• 3.3.2 液壓沖擊器沖擊部件仿真模型51-52
• 3.4 液壓沖擊器系統(tǒng)整體基本模型的建立52-61
• 3.4.1 液壓沖擊器系統(tǒng)模型整體評(píng)價(jià)53-55
• 3.4.2 液壓沖擊器系統(tǒng)模型仿真數(shù)據(jù)分析55-60
• 3.4.3 換向閥閥芯與活塞的匹配運(yùn)動(dòng)60-61
• 3.5 本章小結(jié)61-62
• 第四章 液壓沖擊器活塞部?jī)?nèi)流場(chǎng)動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬62-105
• 摘要62
• 4.1 沖擊器中缸體活塞運(yùn)動(dòng)模型分析62-68
• 4.1.1 沖擊器活塞運(yùn)動(dòng)邊界情況劃分62-66
• 4.1.2 沖擊器活塞部流場(chǎng)網(wǎng)格的生成66-67
• 4.1.3 沖擊器活塞部流場(chǎng)網(wǎng)格邊界條件的定義67-68
• 4.2 沖擊器活塞內(nèi)流場(chǎng)數(shù)值模擬的定義68-74
• 4.2.1 活塞部流場(chǎng)數(shù)值模邊界條件69-71
• 4.2.2 活塞部流場(chǎng)數(shù)值模擬算法及離散格式71-73
• 4.2.3 活塞內(nèi)流場(chǎng)動(dòng)網(wǎng)格算法的定義73-74
• 4.3 沖擊器活塞運(yùn)動(dòng)過(guò)程中流場(chǎng)動(dòng)態(tài)特性74-99
• 4.3.1 活塞部流場(chǎng)整體運(yùn)動(dòng)的描述75-79
• 4.3.2 活塞運(yùn)動(dòng)中前后腔室流場(chǎng)變化分析79-85
• 4.3.3 活塞沖程階段 0.0005s-0.004s 流場(chǎng)作用分析85-89
• 4.3.4 活塞沖程階段 0.005s-0.013s 流場(chǎng)作用分析89-92
• 4.3.5 活塞沖程階段 0.017s-0.023s 流場(chǎng)作用分析92-95
• 4.3.6 活塞回程階段 0.0005s-0.0065s 流場(chǎng)作用分析95-97
• 4.3.7 活塞回程階段 0.007s-0.0195s 流場(chǎng)作用分析97-99
• 4.4 沖擊器活塞部腔室油液及作用壁面受力分析99-104
• 4.4.1 前后腔室控制油液受力分析99-100
• 4.4.2 前后腔有效作用壁面所受合力變化趨勢(shì)100-104
• 4.5 本章小結(jié)104-105
• 第五章 液壓沖擊器測(cè)試試驗(yàn)方法的研究105-117
• 摘要105
• 5.1 液壓沖擊器測(cè)試系統(tǒng)的建立105-110
• 5.1.1 沖擊器測(cè)試系統(tǒng)試驗(yàn)設(shè)備106-108
• 5.1.2 沖擊器測(cè)試系統(tǒng)方案的建立108-110
• 5.2 沖擊器示波沖擊法110-112
• 5.3 液壓沖擊器實(shí)測(cè)結(jié)果驗(yàn)證與分析112-116
• 5.3.1 不同工況下沖擊器測(cè)試試驗(yàn)112-114
• 5.3.2 液壓沖擊器主評(píng)價(jià)參數(shù)測(cè)試分析114-116
• 5.4 本章小結(jié)116-117
• 第六章 總結(jié)與展望117-119
• 6.1 研究總結(jié)117-118
• 6.2 研究展望118-119
• 參考文獻(xiàn)119-124
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果124-125
• 致謝125-126

【參考文獻(xiàn)】

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9 劉忠;y嚫＠，

本文編號(hào)：1071463