發(fā)布時(shí)間：2021-10-07 07:43

　　氣動(dòng)技術(shù)是以壓縮氣體為工作介質(zhì)進(jìn)行能量和信號(hào)傳遞,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的重要手段之一。近年來(lái),隨著工業(yè)自動(dòng)化和機(jī)電一體化飛速發(fā)展,氣動(dòng)技術(shù)以其成本低廉、工作效率高、清潔無(wú)污染、節(jié)約能源、使用和維修方便、對(duì)環(huán)境要求低等一系列優(yōu)點(diǎn),已在各個(gè)領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。本文根據(jù)扶正器試驗(yàn)臺(tái)的實(shí)際要求,設(shè)計(jì)與研究了試驗(yàn)臺(tái)中氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)。在氣動(dòng)控制基本回路的基礎(chǔ)上,通過(guò)理論計(jì)算,進(jìn)行氣動(dòng)系統(tǒng)所需元件的計(jì)算和選型。通過(guò)詳細(xì)的數(shù)學(xué)推導(dǎo),在氣缸基本數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,建立了扶正器試驗(yàn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)氣缸的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型。其次,運(yùn)用CFD軟件Fluent及其前處理軟件Gambit對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)中所選用的氣缸的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬。通過(guò)對(duì)氣缸內(nèi)部的流場(chǎng)流動(dòng)特點(diǎn)進(jìn)行分析和氣缸的進(jìn)氣道結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化,研究缸內(nèi)速度、壓力、湍流強(qiáng)度的分布情況,分析氣缸的啟動(dòng)狀態(tài)。并應(yīng)用ADAMS軟件,分析了行程中氣缸運(yùn)行過(guò)程中速度與推力之間的關(guān)系及其運(yùn)動(dòng)特性。通過(guò)仿真模擬分析,為試驗(yàn)臺(tái)裝置的應(yīng)用及結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究提供理論依據(jù),同時(shí)也為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)提供參考。用這種方法縮短了設(shè)計(jì)過(guò)程,減少了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本,提高了效率。 

【文章來(lái)源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

無(wú)桿氣缸Fig.4一2Rodlesseylinder

4.1.2模型建立和網(wǎng)格劃分 4.1.2.1幾何模型的建立扶正器實(shí)驗(yàn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中選用了如圖4一2所示的無(wú)桿氣缸.。氣缸的缸徑為洲I’I’irn，進(jìn)排氣接口為G3/8。建立扶正器試驗(yàn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)氣缸的實(shí)物簡(jiǎn)化模型氣日緩沖柱塞滑塊活塞氣缸腔’一洲一{_腳戶一戶任耳了圖4一2無(wú)桿氣缸Fig.4一 2Rodlesseylinder 4.1.2.2網(wǎng)格的選擇與生成本課題中流場(chǎng)兒何模型的網(wǎng)格劃分主要在Fl。ent軟件的前置處理軟件Gamb認(rèn)中進(jìn)行。網(wǎng)格的劃分是一項(xiàng)繁瑣、需要反復(fù)實(shí)踐的1一作，它對(duì)整個(gè)模擬計(jì)一算的成敗起著至關(guān)重要的作川，必須引起充分的注意。同時(shí)網(wǎng)格劃分也是一項(xiàng)充滿技巧和經(jīng)驗(yàn)的工作，需要我們不斷的總結(jié)改進(jìn)。，般來(lái)講，網(wǎng)格數(shù)太少容易導(dǎo)致一計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確，模擬失敗;而網(wǎng)格數(shù)太多則會(huì)加大計(jì)算時(shí)問(wèn)，浪費(fèi)計(jì)算資源，因此，應(yīng)該控制網(wǎng)格總數(shù)在一個(gè)適當(dāng)?shù)姆洞�。圖4一4整體網(wǎng)格圖 F19.4一4‘ rhewh()1e911(l()t.thervl()(Iel

第四章氣動(dòng)系統(tǒng)Fluent數(shù)值模擬和Al)AMS仿真分析圖4一6為氣缸橫截面I上的速度矢量圖，從氣缸進(jìn)氣道的氣流進(jìn)入氣缸后和氣缸壁相撞，使得氣體流動(dòng)趨于復(fù)雜，在該截面上形成兩個(gè)中心位置不同、一強(qiáng)一弱，且旋向相反的渦流。由截面11上的速度矢量圖4一7可以看出，隨著氣流向缸內(nèi)的進(jìn)一步流動(dòng)，兩個(gè)渦流一個(gè)減弱，一個(gè)變強(qiáng)，兩渦流趨于接近。從截面m上的速度矢量圖4一8可以看出，在氣流將要接近氣缸活塞的位置，兩個(gè)渦流趨于合成一個(gè)渦，缸內(nèi)氣體趨于均勻。比較圖6、7、8可以發(fā)現(xiàn)，離進(jìn)氣道越遠(yuǎn)，速度分布越趨于均勻，渦流強(qiáng)度也就越小，而且缸內(nèi)的渦流中心位置不斷變化。進(jìn)氣道附近以及垂直位置由于氣流的沖擊渦流較強(qiáng)。圖4一9是氣缸內(nèi)部流場(chǎng)的流線圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]常用湍流模型及其在FLUENT軟件中的應(yīng)用[J]. 李文華,蘇明軍.  水泵技術(shù). 2006(04)
[2]氣缸位置模糊控制方法的研究[J]. 孫艷玲.  三峽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(03)
[3]基于ADAMS的氣動(dòng)壓管機(jī)工作機(jī)構(gòu)虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)仿真[J]. 崔向群,孫曉娜.  新技術(shù)新工藝. 2006(05)
[4]油井管桿磨蝕試驗(yàn)研究[J]. 王優(yōu)強(qiáng),劉丙生,王民軒,顧心懌.  青島理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(05)
[5]FLUENT軟件在圓柱繞流模擬中的應(yīng)用[J]. 徐元利,徐元春,梁興,張進(jìn)國(guó).  水利電力機(jī)械. 2005(01)
[6]氣動(dòng)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 楊曉林,尹殊勇.  建材技術(shù)與應(yīng)用. 2004(04)
[7]氣動(dòng)技術(shù)的發(fā)展及在新領(lǐng)域中的應(yīng)用[J]. 趙彤.  液壓氣動(dòng)與密封. 2004(02)
[8]氣動(dòng)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)[J]. 李小寧.  機(jī)械制造與自動(dòng)化. 2003(02)
[9]氣動(dòng)執(zhí)行器技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J]. 李東明,孫寶元,張化嵐,武文良.  化工自動(dòng)化及儀表. 2003(02)
[10]FLUENT軟件及其在我國(guó)的應(yīng)用[J]. 劉霞,葛新鋒.  能源研究與利用. 2003(02)

博士論文
[1]氣動(dòng)人工肌肉位置伺服系統(tǒng)研究及其應(yīng)用[D]. 楊鋼.華中科技大學(xué) 2004

碩士論文
[1]全氣動(dòng)多自由度關(guān)節(jié)型機(jī)器人的研制[D]. 李桂海.南京理工大學(xué) 2005
[2]高壓氣動(dòng)閥控缸一體化元件的動(dòng)靜態(tài)特性分析及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王虎.華中科技大學(xué) 2005
[3]草方格鋪設(shè)機(jī)器人橫向氣動(dòng)插草機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真分析[D]. 李躍娟.東北林業(yè)大學(xué) 2005
[4]三維混合網(wǎng)格生成與N-S方程求解[D]. 朱軍.西北工業(yè)大學(xué) 2004
[5]基于網(wǎng)絡(luò)的氣動(dòng)系統(tǒng)元件選型與仿真的研究及應(yīng)用[D]. 葛華蘭.浙江大學(xué) 2003



本文編號(hào)：3421636