含气柱液压弱化机功效模拟
  • 技术应用
  • 2013-07-10 16:34
  • 来源:中国液压网
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  •   根据流体力学理论,可分别得出阀片阻尼孔流量Q11、Q121、Q122、Q2与压力差(以拉伸行程为例)及各流量间的关系,化简后可得到关系式Q2L=a3+a1a2A22a2A22P1-P2(1)且P1-P3=(a2a1A22)21+(a2a1A22)2(P1-P2)式中:a1,a2,a3分别为与工作油密度、流量系数、面积等有关的已知系数P1,P2,P3分别为如所示各压力腔的压力A22为流量流过活塞与阀片端面止口间间隙组成的形似滑阀孔的面积上式中,流量与减振筒速度相关,即Q2L=ArXL(2)式中:Ar)减振筒上腔面积确定激振源的位移(关于时间的函数)、仿真起始时间、仿真步数后,各时刻的减振筒速度就可对激振源的位移求导来获得。

      据式(2)可知各时刻的流量确定后,各压力差与面积A22有关,因拉伸和压缩时其分别为A22=PDr(Hmax-Xr)(3)A22=PDrxr(4)式中:Hmax)阀片与活塞组成的类滑阀口*大长度xr)阀片与活塞相对位移由(3)、(4)式,压力差与Xr相关,各时刻的Xr不同,它与拖曳力、剪切阻尼力等作用力密切相关。

      在拉压行程中,空套在活塞杆上的阀片在两侧压力差Fp、油液对阀片起拖曳和阻止运动作用的剪切阻尼力F.

      z、Fz的作用下,和活塞有相对运动位移xf,据差分原理,各时刻阀片的位移和速度(在开始位置都已知)分别为Xr(j)=Xr(j-1)+ar(j-1)($T)Xr(j)=Xr(j-1)+Xr(vT)+ar(j-1)($T)2式中:ar)阀片运动加速度阀片博水泵与活塞杆之间的剪切阻尼力FZ、阀片与缸壁之间的拖曳力F.z分别为Fz(j)=LXr(j)ZPdrL式中:Z)阀片与活塞杆间间隙L)阀片厚度Xr(j))阀片运动速度dr)阀片公称内径F.Z(j)=LXL(j)DPDrL式中:Dr)阀片公称外径阀片加速度为ar(j)=(P1L(j)-P2L(j))Ar-FZ(j)+F.

      z(j)m+g式中:g)重力加速度m)阀片质量从开始位置,经反复迭代,可先据式(2)或(3)算出各时刻类滑阀口面积,然后据式(1)和各流量、压力间关系得到各时刻各点的压力。从而得出减振器在拉压行程中的阻尼力FL,FY分别为当:0=式中:Ds)活塞面积Dp)活塞杆外径当A22=PDrHmaxFY=P4拉伸行程的仿真(压缩行程略)根据上述数学模型的推导,与外特性实验(本文略)所取参数相一致,使减振器拉压行程分别为50cm,整个工作周期T为0.6秒,在MATLAB环境下对减振器的活塞各时刻的位移、速度和所受阻尼力等参数按如下程序框图(如)编程进行循环迭代。

      结果与分析采用上述数学模型进行仿真,可获得该减振器的示功图,该减振器在工作过程中受气柱力影响的情况,阀片的运动规律以及阀片对阻尼力的影响。如选择不同的参数,则仿真结果发生相应的变化。中(1)图是速度)复合阻尼力曲线,(2)图中1是拉压过程中气柱力变化曲线,o是不考虑气柱力影响时,位移-阻尼力曲线,(3)图是在活塞拉压行程中阀片的运动位移曲线,(4)图是曲线1、o复合而成的示功图(位移-复合阻尼力曲线),(5)图是速度)复合阻尼力曲线,(6)图是阀片位移对阻尼力的影响曲线。

      由各曲线图可知,通过计算机对减振器性能进行仿真具有以下优点。

      (1)可以比较全面透彻地研究影响减振器性能的各种因素,特别是实现试验台无法进行的功能,如试验台上只能测出复合阻尼力)位移曲线,而仿真却能分解出阻尼力)位移曲线和气柱压变化曲线,阀片是减振器内部元器件,其运动对阻尼力的影响只能通过仿真实现。(2)可以降低试验成本,缩短产品试制周期,通过仿真可以方便地改变参数,以研究减振器性能的变化,达到优化设计的目的。

      

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