本文關(guān)鍵詞：液壓管道阻尼振動特性仿真研究

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【摘要】：管道是液壓系統(tǒng)中極其重要的元件,它的動態(tài)特性直接影響液壓系統(tǒng)的性能。開展液壓管道阻尼振動特性研究,有助于人們更好地進行液壓系統(tǒng)的管道結(jié)構(gòu)設(shè)計和管網(wǎng)布局設(shè)計,進而提高液壓系統(tǒng)可靠性；有助于實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的減振降噪,為低噪聲型液壓系統(tǒng)的設(shè)計提供參考；更有助于節(jié)能型液壓系統(tǒng)的設(shè)計,從而降低系統(tǒng)能量損失。 本文基于流體力學(xué)基本規(guī)律,建立了壓力沖擊及脈動激勵下液壓管道阻尼振動特性的數(shù)學(xué)模型,并且開展了相關(guān)仿真分析。論文的主要內(nèi)容如下： 第一章,闡述了課題的研究背景及意義,概述了管道非恒定摩阻和流固耦合振動機理,并且介紹了管道阻尼特性和振動特性的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。 第二章,介紹了液壓管道摩擦阻力損失的傳統(tǒng)摩阻經(jīng)驗?zāi)Ｐ鸵约盎谠撃Ｐ偷臄M恒定摩阻模型,并根據(jù)流體力學(xué)規(guī)律,建立了適用于非恒定流條件下計算管道摩擦阻力損失的非恒定摩阻模型。 第三章,基于Timoshenko梁模型,建立了非恒定流條件下液壓直管道的流固耦合振動數(shù)學(xué)模型,并推導(dǎo)出了在壓力沖擊及脈動激勵下振動模型的具體表達形式。 第四章,基于AMESim軟件平臺搭建液壓元件阻尼與密封性測試平臺模型,并基于該模型對液壓管道的阻尼特性進行仿真研究,分析了在壓力沖擊及脈動激勵下非恒定摩阻與傳統(tǒng)摩阻經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷慕Y(jié)果差異,并討論了在非恒定流條件下影響液壓管道摩擦阻力損失的因素。最后,基于本文的理論模型和仿真研究,得到了一些有助于設(shè)計節(jié)能型液壓系統(tǒng)的結(jié)論。 第五章,基于ANSYS軟件開展液壓管道的流固耦合振動特性研究,利用有限元法求解液壓管道的流固耦合振動仿真模型,探討了在壓力沖擊和壓力脈動激勵下,液壓管道的振動響應(yīng)及其影響因素,并討論了非恒定摩阻對管道振動的影響。 第六章,概述了本文的主要研究工作和成果,并展望了本課題今后需進一步開展的工作和方向。
【關(guān)鍵詞】：液壓管道 壓力沖擊 壓力脈動 阻尼特性 流固耦合 振動特性
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH137.86
【目錄】：

• 致謝4-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 課題研究背景及意義11-12
• 1.2 液壓管道阻尼特性研究概述12-14
• 1.2.1 非恒定摩阻12-13
• 1.2.2 管道阻尼特性研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 液壓管道振動特性研究概述14-19
• 1.3.1 管道流固耦合振動機理14-16
• 1.3.2 管道振動特性研究現(xiàn)狀16-19
• 1.4 液壓管道振動特性的數(shù)值計算方法19-20
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容20
• 1.6 本章小結(jié)20-21
• 第2章 液壓管道阻尼特性數(shù)學(xué)模型21-29
• 2.1 擬恒定摩阻模型21-24
• 2.1.1 傳統(tǒng)摩阻經(jīng)驗?zāi)Ｐ?/span>21-23
• 2.1.2 非恒定摩阻的擬恒定化23-24
• 2.2 非恒定摩阻數(shù)學(xué)模型24-27
• 2.3 流體激勵作用下液壓管道非恒定摩阻數(shù)學(xué)模型27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 液壓管道流固耦合振動特性數(shù)學(xué)模型29-41
• 3.1 液壓直管道的動力學(xué)方程29-33
• 3.1.1 液壓直管道受力分析29-32
• 3.1.2 管道的彎曲變形分析32-33
• 3.2 液壓直管道的非線性流固耦合振動方程33-36
• 3.2.1 液壓直管道軸向振動方程33
• 3.2.2 液壓直管道徑向振動方程33-34
• 3.2.3 流體的連續(xù)性方程34-35
• 3.2.4 非恒定流的動量方程35
• 3.2.5 微分方程總結(jié)35
• 3.2.6 邊界條件35-36
• 3.3 脈動流激勵下液壓直管道流固耦合振動方程36-37
• 3.4 壓力沖擊激勵下液壓直管道流固耦合振動方程37-39
• 3.5 液壓管道阻尼對振動響應(yīng)的影響39
• 3.6 本章小結(jié)39-41
• 第4章 基于AMESim液壓管道阻尼特性仿真分析41-61
• 4.1 液壓元件阻尼與密封性測試平臺介紹41-42
• 4.2 基于AMESim軟件液壓管道阻尼與密封性測試平臺建模42-45
• 4.2.1 管道模型42-44
• 4.2.2 測試平臺的建模44-45
• 4.3 壓力脈動激勵下液壓管道阻尼特性分析45-53
• 4.3.1 壓力傳遞損失45-46
• 4.3.2 仿真參數(shù)設(shè)置46
• 4.3.3 影響因素分析46-53
• 4.4 壓力沖擊激勵下液壓管道阻尼特性分析53-59
• 4.4.1 壓力沖擊信號及仿真參數(shù)設(shè)置53-55
• 4.4.2 影響因素分析55-59
• 4.5 本章小結(jié)59-61
• 第5章 基于ANSYS液壓管道流固耦合振動特性仿真分析61-75
• 5.1 基于ANSYS有限元軟件的液壓管道流固耦合仿真求解過程61-63
• 5.2 壓力脈動激勵下液壓管道流固耦合振動響應(yīng)研究63-68
• 5.2.1 邊界約束64-66
• 5.2.2 流體頻率66-67
• 5.2.3 壁厚67-68
• 5.3 壓力沖擊激勵下液壓管道流固耦合振動響應(yīng)研究68-71
• 5.3.1 邊界約束68-69
• 5.3.2 流體沖擊壓力69-70
• 5.3.3 壁厚70-71
• 5.4 兩種摩阻模型對管道振動響應(yīng)的影響71-73
• 5.5 本章小結(jié)73-75
• 第6章 總結(jié)與展望75-79
• 6.1 論文總結(jié)75-76
• 6.2 工作展望76-79
• 參考文獻79-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間科研成果85

【參考文獻】

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本文編號：970952