本文關鍵詞：基于GMM轉換器直動式電液伺服閥的機理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：流體傳動與控制領域中,利用新型功能材料研制高性能的驅動與控制元件,一直是國內外學者的研究熱點。超磁致伸縮材料(GMM)作為一種新型的高科技功能材料,具有響應速度快、磁致伸縮應變大、輸出力大等諸多優(yōu)異性能,在流體元件中的應用基礎研究尤為引人矚目。 本文基于超磁致伸縮材料,提出了一種自動熱補償式電液伺服閥用GMM轉換器,對其進行了理論分析,建立了其靜動態(tài)數學模型和AMESim仿真模型,仿真結果表明自動熱補償式GMM轉換器具有響應快、輸出位移和輸出力大等特點,其階躍響應上升時間僅為0.25ms,輸出位移為85.4μm,輸出力達到991N。 以上述自動熱補償式GMM轉換器為基礎,以提高直動式伺服閥的響應速度、頻寬等為目標,提出了基于自動熱補償式GMM轉換器的直動式電液伺服閥。采用理論分析、靜動態(tài)仿真分析、有限元分析和流場仿真分析相結合的方法,對其總體結構、數學模型、內部流道結構以及各項參數等進行了深入的分析和研究,得出了影響其性能的主要因素,得到了各結構參數對其靜、動態(tài)特性的影響規(guī)律以及內部流場的分布規(guī)律。研究結果表明,合理選擇閥口遮蓋量、徑向間隙、節(jié)流邊圓角等可以提高GMM伺服閥的靜態(tài)特性；合理選擇供油壓力、徑向間隙、等效質量、等效阻尼系數等可以提高GMM伺服閥的動態(tài)特性；GMM伺服閥在10MPa供油壓力下,輸出流量為6.02L/min,階躍響應上升時間為0.7ms,穩(wěn)態(tài)調整時間為1.2ms,頻寬為765Hz。 可見,與傳統(tǒng)的直動式電液伺服閥相比,基于GMM轉換器的直動式電液伺服閥具有響應速度快、頻寬高、流量大、穩(wěn)定性好等特點,能滿足高頻響、大流量、抗污染能力強等技術要求,可用于航空航天、軍事工業(yè)、精密位置控制等領域。
【關鍵詞】：超磁致伸縮轉換器 直動式電液伺服閥 靜態(tài)特性 動態(tài)特性 流場仿真
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH137.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 緒論14-24
• 1.1 電液伺服閥概述14-16
• 1.1.1 電液伺服閥的組成及分類14-15
• 1.1.2 電液伺服閥的研究現狀15-16
• 1.2 超磁致伸縮材料概述16-22
• 1.2.1 超磁致伸縮材料的優(yōu)異性能17
• 1.2.2 超磁致伸縮材料的工作特性17-18
• 1.2.3 國內外應用研究現狀18-22
• 1.3 課題研究意義及研究內容22-24
• 1.3.1 課題研究意義22
• 1.3.2 課題研究難點22-23
• 1.3.3 課題研究內容23-24
• 2 伺服閥用GMM轉換器的結構設計與分析24-40
• 2.1 GMM轉換器的總體結構及工作原理24-25
• 2.2 GMM轉換器的結構設計25-29
• 2.2.1 GMM棒的設計25-26
• 2.2.2 電磁結構的設計26-28
• 2.2.3 熱補償機構的設計28
• 2.2.4 預壓力機構的設計28-29
• 2.3 GMM轉換器的數學模型29-32
• 2.3.1 靜態(tài)模型29-30
• 2.3.2 動態(tài)模型30-32
• 2.4 GMM轉換器的動態(tài)特性仿真分析32-39
• 2.4.1 仿真模型的建立32-33
• 2.4.2 仿真結果及分析33-39
• 2.5 本章小結39-40
• 3 GMM直動式電液伺服閥的結構設計與有限元分析40-60
• 3.1 GMM直動式電液伺服閥的結構原理40-41
• 3.2 GMM直動式電液伺服閥特性分析41-50
• 3.2.1 滑閥的靜態(tài)特性41-44
• 3.2.2 滑閥的驅動力44-49
• 3.2.3 滑閥的功率和效率49-50
• 3.3 GMM直動式電液伺服閥參數設計50-54
• 3.3.1 GMM轉換器的參數設計51
• 3.3.2 滑閥的參數設計51-53
• 3.3.3 GMM直動式伺服閥結構參數的選擇53-54
• 3.4 關鍵零部件有限元分析54-58
• 3.4.1 GMM棒55-56
• 3.4.2 滑閥閥芯56-57
• 3.4.3 輸出桿57-58
• 3.5 本章小結58-60
• 4 GMM直動式電液伺服閥的建模與仿真60-76
• 4.1 GMM直動式電液伺服閥的數學模型60-61
• 4.1.1 GMM轉換器數學模型60
• 4.1.2 閥芯運動模型60
• 4.1.3 滑閥壓力流量模型60-61
• 4.1.4 GMM直動式電液伺服閥輸出流量方程61
• 4.2 GMM直動式電液伺服閥的靜態(tài)特性仿真分析61-65
• 4.2.1 靜態(tài)仿真模型的建立61-62
• 4.2.2 靜態(tài)仿真結果及分析62-65
• 4.3 GMM直動式電液伺服閥的動態(tài)特性仿真分析65-74
• 4.3.1 動態(tài)仿真模型的建立65-66
• 4.3.2 動態(tài)仿真結果及分析66-74
• 4.4 本章小結74-76
• 5 GMM直動式電液伺服閥的流場建模與仿真76-100
• 5.1 基本控制方程76-77
• 5.2 GMM伺服閥的流場建模77-79
• 5.2.1 幾何建模78
• 5.2.2 網格劃分78-79
• 5.2.3 邊界條件79
• 5.3 三維流場仿真結果與分析79-87
• 5.3.1 收斂性分析80-81
• 5.3.2 壓力場分析81-83
• 5.3.3 速度場分析83-85
• 5.3.4 湍動能和渦流分析85-87
• 5.4 不同開口度下的流場仿真結果與分析87-98
• 5.4.1 不同開口度下的壓力場分析87-89
• 5.4.2 不同開口度下的速度場分析89-93
• 5.4.3 不同開口度下的湍動能和渦流分析93-98
• 5.5 本章小結98-100
• 6 結論與展望100-102
• 6.1 結論100-101
• 6.2 展望101-102
• 參考文獻102-108
• 致謝108-110
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果110

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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  本文關鍵詞：基于GMM轉換器直動式電液伺服閥的機理研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：375909