氣動技術由于其自身擁有很多獨特的優(yōu)點,被廣泛應用于生產制造領域,已成為現代工業(yè)自動化領域中的重要手段。作為氣動技術執(zhí)行元件的擺動氣缸用途十分廣泛,較之一般的直動氣缸,由于擺動氣缸自身的結構特點導致其運動特性容易受到外加偏心負載的影響,這對整個氣動系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性都造成了一定的影響,對相關應用領域生產造成了一定的危害和損失。 本文針對嚴重影響擺動氣缸正常使用的偏心負載問題進行分析,以期在不大幅增加產品成本的情況下,對擺動氣缸結構進行優(yōu)化改進,盡量減小或消除偏心負載所帶來的偏心扭矩影響。 首先,通過理論分析和實驗相結合的方法,確定偏心負載下擺動氣缸運動過程中不穩(wěn)定現象的成因、特點和規(guī)律,提出并試驗驗證了判定偏心負載下擺動氣缸運動穩(wěn)定性優(yōu)劣的評價指標αv。 其次,提出了增加工作腔連通孔來抑制偏心負載下擺動氣缸運動不穩(wěn)定性現象的方法,并建立了此種情況下的數學模型。在擺動氣缸供氣和排氣管路之間增加電磁比例閥,通過模擬試驗驗證了這種抑制方法的有效性,并通過MATLAB數值仿真和實驗對比進一步修改了數學模型。 建立優(yōu)化目標函數,通過MATLAB遺傳算法工具箱,對工作腔連
【學位單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2007
【中圖分類】：TH138.51
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 概述
    1.2 課題背景及研究意義
    1.3 主要研究內容及章節(jié)安排
    1.4 本章小結
第二章 偏心負載下擺動氣缸的運動不穩(wěn)定性及評價指標
    2.1 引言
    2.2 偏心負載對擺動氣缸運動穩(wěn)定性影響的分析
    2.3 偏心負載對擺動氣缸角加速度影響試驗
        2.3.1 實驗目的及思路
        2.3.2 氣動系統(tǒng)實驗裝置
        2.3.3 實驗測試方法
        2.3.4 實驗結果及評價指標的確定
    2.4 本章小結
第三章 偏心負載下擺動氣缸數學模型建立仿真及實驗驗證
    3.1 擺動氣缸非線性數學模型的建立
        3.1.1 擺動氣缸兩腔的壓力微分方程
        3.1.2 換向閥的壓力-流量方程
        3.1.3 擺動氣缸的力矩平衡方程
    3.2 換向閥控擺動氣缸系統(tǒng)仿真及實驗對比
    3.3 結論
    3.4 本章小結
第四章 抑制不穩(wěn)定性措施實驗驗證和數學模型的改進
    4.1 抑制方法思路
    4.2 抑制方法的實驗驗證
        4.2.1 試驗裝置的改進
        4.2.2 實驗結果及分析
    4.3 數學模型的改進及驗證
        4.3.1 修改擺動氣缸數學模型
        4.3.2 改進數學模型后的仿真和實驗對比
    4.4 本章小結
第五章 工作腔連通孔的結構參數優(yōu)化設計
    5.1 引言
    5.2 遺傳算法概述
        5.2.1 遺傳算法的基本思想
        5.2.2 遺傳算法的特點
        5.2.3 遺傳算法的基本操作
    5.3 遺傳算法具體的實現
        5.3.1 優(yōu)化變量的選擇
        5.3.2 優(yōu)化目標及約束條件
        5.3.3 編碼方式的選擇
        5.3.4 進化策略確定
        5.3.5 算法的實現
        5.3.6 上述優(yōu)化設計存在的問題及改進
    5.4 工作腔連通孔流量特性的CFD 仿真
        5.4.1 FLUENT 軟件簡介
        5.4.2 CFD 仿真的具體實現
    5.5 利用仿真驗證工作腔連通孔的適用范圍
    5.6 本章小結
第六章 改進結構的擺動氣缸運動特性及實驗分析
    6.1 改進結構的擺動氣缸實驗
        6.1.1 改進擺動氣缸葉片軸條件（D_h=2.0mm）實驗
        6.1.2 改進擺動氣缸葉片軸條件（D_h=1.7mm）實驗
        6.1.3 改進擺動氣缸葉片軸條件（D_h=1.6mm）實驗
    6.2 實驗結果和結論
    6.3 本章小結
第七章 總結
參考文獻
附錄一 仿真程序清單
致謝
攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文

【參考文獻】

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本文編號：2842623