錐閥振動耦合的仿真與實驗研究
發(fā)布時間:2017-04-15 01:09
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【摘要】:目前閥類產品的研發(fā)主要集中于以下幾個方面:1)控制性能優(yōu)化:2)可靠性研究;3)智能閥研究。可以看出,目前在閥類產品的研發(fā)技術中,對閥的內部的流體液動力及流量壓力等基礎特性建模研究,是實現以上高新閥塊技術的基礎。只有建立了較為準確的數學控制模型,才能在控制算法上提高可靠性,才能優(yōu)化控制算法及產品性能。本文以錐閥為例,對流場中閥芯受到的液動力進行數學建模研究,反映其在不同工況下的運動特性。 目前為止,大多數學者的工作集中于對錐閥軸向振動的研究,而很少有關于錐閥徑向振動的研究。對于錐閥軸向、徑向的振動情況,也是單獨做研究,而沒有將兩個方向運動結合起來研究。本文對軸向振動與徑向振動共存的動力學問題進行了研究: 第一章中對錐閥振動研究現狀進行了分析,明確了研究的角度,并概述了研究所需的理論基礎。 第二章對錐閥在工作過程中的開度、流量、閥腔壓力等工況參數的相互關系進行分析后,選擇閥芯作為分析主體,建立了閥芯軸向及徑向動力學模型。在動力學模型表達式中,反映出了各工作參數對閥芯的作用力的影響。 第三章對錐閥系統(tǒng)的局部穩(wěn)定性進行了研究。采用線性化的方法將非線性振動方程在局部靜態(tài)工作點附近進行了線性化處理,進一步應用線性系統(tǒng)穩(wěn)定性判據對錐閥系統(tǒng)的穩(wěn)定區(qū)域進行了判定。最后,通過實驗驗證了穩(wěn)定區(qū)域的存在。 第四章建立了軸向、徑向運動耦合模型。就碰撞運動問題,通過討論閥芯閥腔的幾何尺寸來分析閥芯與閥座幾種碰撞形態(tài)的可能性;針對可能發(fā)生的碰撞情況,提出運動簡化假設,分別建立閥芯與閥座碰撞的運動模型,分析了碰撞前后閥芯速度的變化情況。 第五章在前幾章節(jié)所建立模型的基礎上,通過MATLAB數值計算方法對錐閥振動系統(tǒng)進行了求解仿真,并給出了幾種典型的振動曲線及其相軌跡;同時通過計算李雅普諾夫指數對混沌振動區(qū)域進行了判斷。 研究結果表明錐閥的軸向運動以三種形式影響其徑向振動:軸向位移、閥腔壓力以及閥芯與閥體間的碰撞。然而,徑向振動對軸向振動的影響僅僅通過閥芯與閥體間的碰撞產生。受此影響,橫向及縱向振動發(fā)生轉變,由阻尼振動轉變?yōu)榛煦缯駝印?br/> 【關鍵詞】:錐閥振動 徑向振動 耦合振動 局部穩(wěn)定性 混沌振動
【學位授予單位】:浙江大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2014
【分類號】:TH137.5
【目錄】:
- 致謝4-5
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 第一章 緒論10-20
- 1.1 研究背景意義10-11
- 1.2 研究現狀11-15
- 1.3 研究內容及方法15-20
- 1.3.1 錐閥徑向振動分析16-17
- 1.3.2 相軌跡振動理論17-20
- 第二章 錐閥受力公式推導20-34
- 2.1 錐閥軸向受力公式20-22
- 2.2 錐閥徑向受力公式22-31
- 2.2.1 一維雷諾公式22-24
- 2.2.2 閥尖處徑向力24-25
- 2.2.3 閥座處徑向力25-29
- 2.2.4 閥芯處流場時變力29-30
- 2.2.5 閥芯徑向合力30-31
- 2.3 本章小結31-34
- 第三章 錐閥振動局部穩(wěn)定性分析34-48
- 3.1 線性化處理及穩(wěn)定性理論35-37
- 3.2 錐閥振動穩(wěn)定性分析37-42
- 3.3 錐閥振動穩(wěn)定性試驗42-46
- 3.4 本章小結46-48
- 第四章 錐閥碰撞運動分析48-66
- 4.1 彈簧模型48-49
- 4.2 閥芯單點碰撞分析49-61
- 4.2.1 閥芯與C點碰撞分析50-59
- 4.2.2 閥芯與A點碰撞分析59-61
- 4.3 閥芯單側碰撞分析61-64
- 4.4 本章小結64-66
- 第五章 錐閥振動數值計算66-84
- 5.1 錐閥振動仿真方法66-70
- 5.2 錐閥典型工況仿真結果70-73
- 5.3 錐閥混沌振動分析73-82
- 5.4 本章小結82-84
- 第六章 總結與展望84-86
- 6.1 總結84-85
- 6.2 展望85-86
- 參考文獻86-88
【參考文獻】
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本文關鍵詞:錐閥振動耦合的仿真與實驗研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:307251
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