● 摘要
液压系统具有输出力(矩)大、响应速度快、抗负载刚度大、容易实现无级调速等优点,已经广泛应用在航空航天、船舶舰艇、工程机械、行走机械等行业。然而,液压系统由于自身的特性,不可避免的要产生噪声,对液压系统的控制精度、工作人员的身体健康、液压元件的疲劳寿命等产生不利的影响。
本文结合液压系统消振器的研究现状和发展趋势,针对液压系统管路中的压力脉动设计了三种压力脉动衰减器——谐振式压力脉动衰减器、双谐振式压力脉动衰减器和新型多孔同心式压力脉动衰减器。其中谐振式压力脉动衰减器主要针对基频及其附近的脉动,双谐振式压力脉动衰减器主要针对基频和四倍频及其福建的脉动,新型多孔同心式压力脉动衰减器的每一个小孔针对一个倍频的脉动,是一种广谱式压力脉动衰减器。
本文第二章基于集中参数法建立了谐振式流体脉动衰减器的传递矩阵模型,利用MATLAB编程仿真分析了影响消振效果的各个因素,最后取最优参数设计了谐振式消振器实物并进行试验,证明谐振式衰减器可以衰减50%的压力脉动幅值。本文第三章基于同样的方法设计了双谐振式流体脉动衰减器,并对双谐振式衰减器的三维模型进行设计,尤其是台阶式小活塞和活塞杆非全周螺纹的设计,既满足了活塞固有频率的要求,也使得背压腔的液压油能够顺畅的排出,从而使双谐振式衰减器在两个倍频附近都取得了更好的衰减效果。本文第四章基于流场分析软件FLUENT,构建了新型多孔同心式压力脉动衰减器的三维模型,考虑到弹性壁的存在,引入了双向流固耦合分析方法。并通过与普通多孔同心式流体脉动衰减器及多锥孔同心式流体脉动衰减器的对比,证明此种类型的衰减器在同样外形尺寸下有更好的衰减效果。