發(fā)布時間：2020-03-21 05:18

【摘要】：液壓伺服系統(tǒng)因具有結(jié)構(gòu)緊湊、功重比高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于能源動力、工程機械、航空航天等領(lǐng)域。隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展,大型工程設(shè)備和實驗裝置層出不窮,液壓伺服系統(tǒng)也朝著重載荷、大流量方向發(fā)展。為緊跟時代潮流,本文在國家自然科學(xué)基金項目(編號:NO.51275068)的支持下,研究了重載荷液壓伺服系統(tǒng)的各子系統(tǒng),并結(jié)合以往中小型動靜三軸試驗儀的開發(fā)經(jīng)驗,參與研制了一套以重載荷液壓伺服系統(tǒng)為核心的大型動靜三軸試驗儀裝置,該裝置軸向加載力可達10000KN,軸向最大位移可達800mm。本文的研究內(nèi)容和方法主要包括以下幾個方面:首先,通過閱讀國內(nèi)外相關(guān)文獻,了解液壓管路、液壓伺服系統(tǒng)和三軸試驗儀的研究現(xiàn)狀,并對管路流固耦合理論進行介紹,提出大型三軸試驗儀的設(shè)計方案。其次,建立各液壓元件的數(shù)學(xué)模型,對液壓伺服系統(tǒng)的各子系統(tǒng)進行理論分析,理解其工作機理;設(shè)計重載荷液壓伺服系統(tǒng)的能源系統(tǒng)、管路系統(tǒng)、液壓輔助系統(tǒng)和支撐結(jié)構(gòu),建立仿真模型,并分析系統(tǒng)穩(wěn)定性及設(shè)計可行性。根據(jù)分析結(jié)果,完成大型三軸試驗儀零部件的選型和整體的設(shè)計。然后,利用設(shè)計的大型三軸試驗儀進行土樣測試實驗,實驗數(shù)據(jù)表明,該大型三軸試驗儀能夠滿足實際工程要求。然而,深入研究發(fā)現(xiàn),該系統(tǒng)頻帶寬度較窄,當(dāng)輸入信號頻率較高時,信號波形有畸變,非正弦輸入時失真問題更加嚴(yán)重。考慮到系統(tǒng)加載的非正弦周期信號屬于周期信號,滿足狄里赫利條件,可進行傅立葉級數(shù)分解。本文提出了一種在液壓伺服加載控制中改善非正弦周期信號的新方法,解決了在系統(tǒng)頻響特性稍差時非正弦周期加載波形的畸變和失真問題,避免了只能通過硬件升級來解決這一問題的現(xiàn)狀。該方法已經(jīng)在大型三軸試驗儀的仿真中得到驗證,并在小型設(shè)備上進行了實驗驗證。最后,在裝置試驗過程中發(fā)現(xiàn)回油管路振動劇烈,針對這一問題,本文借助ANSYS Workbench軟件對重載荷液壓伺服系統(tǒng)的管路進行分析。在流固耦合條件下,研究不同支撐間距、管路厚度對管路變形、應(yīng)力應(yīng)變及模態(tài)的影響規(guī)律;利用LMS公司振動噪聲分析儀完成大型三軸試驗儀回油管路的模態(tài)實驗,實驗結(jié)果與ANSYS Workbench仿真結(jié)果相吻合,證明ANSYS Workbench分析方法解決大型三軸試驗儀回油管路的振動問題是可行的。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH137

【參考文獻】

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本文編號：2592825