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基于流构全耦合模型的柱塞泵斜盘振动和压力脉动的研究（英文）

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Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering) 2016年第3期17卷 202-214页

作者： Xiao-ping OUYANG Xu FANG Hua-yong YANG The State Key Laboratory of Fluid Power and Mechatronic Systems Zhejiang University

目的:航空柱塞泵是飞机液压系统的核心元件,具有高压高转速的特点,其压力脉动是飞机液压系统振动的主要激励源,对飞机液压系统的安全性和可靠性具有重要影响。本文首次全面分析了压力脉动和斜盘振动之间的关系,对降低柱塞泵的压力脉动... 详细信息

目的:航空柱塞泵是飞机液压系统的核心元件,具有高压高转速的特点,其压力脉动是飞机液压系统振动的主要激励源,对飞机液压系统的安全性和可靠性具有重要影响。本文首次全面分析了压力脉动和斜盘振动之间的关系,对降低柱塞泵的压力脉动、提高其可靠性具有重要理论意义。创新点:1.将柱塞泵压力脉动和斜盘振动相结合,综合分析两者相互作用关系;2.综合分析柱塞、斜盘控制阀、斜盘控制柱塞三者间的作用关系,建立全耦合模型。通过仿真分析和实验验证,指出普通模型的局限性以及全耦合模型在研究斜盘振动与压力脉动的真实内在关系的可靠性。方法:1.通过仿真和试验对比,分析全耦合模型和普通模型在压力脉动仿真结果上的差别及原因;2.通过对比分析,确定全耦合模型在斜盘振动仿真方面具有的较高精度;3.通过柱塞泵高压腔流量仿真结果,讨论柱塞泵压力脉动成因以及与斜盘的振动关系;4.通过斜盘力矩仿真分析讨论斜盘振动成因以及与压力脉动的关系;5.通过分析压力脉动、斜盘振动和转速三者间的关系,探讨减轻斜盘振动与减小压力脉动的有效途径。结论:1.全耦合模型的精确度比普通模型高,能较好地预测斜盘振动和压力脉动状态。2.斜盘振动的基频部分主要取决于压力脉动的动态特性,同时还受控制阀机构(FSI-3)和变量柱塞机构(FSI-2)的动态特性影响。压力脉动主要由柱塞泵的柱塞运动关系(FSI-1)决定,不受斜盘高频振动影响。

关键词：振动脉动斜盘航空柱塞泵流构耦合

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柱塞泵产品化及数字化货架体系建设

航天工业管理 2022年第1期 55-57页

作者：王伟刘会祥王宇浩苗克非黄明明宁琦北京精密机电控制设备研究所

产品化及数字化货架的建设是以产品型谱建设为起点,通过提升产品成熟度,依托AVPDM全生命周期管理系统,最终实现货架产品体系建设的过程。该项目实现了从型号投产管理模式向通用件组批管理模式的转变,柱塞泵产品的产品化及数字化货架体... 详细信息

产品化及数字化货架的建设是以产品型谱建设为起点,通过提升产品成熟度,依托AVPDM全生命周期管理系统,最终实现货架产品体系建设的过程。该项目实现了从型号投产管理模式向通用件组批管理模式的转变,柱塞泵产品的产品化及数字化货架体系建设,为北京精密机电控制设备研究所产研模式转型奠定了基础,其成果具有很好的示范效应和推广价值。

关键词：产品化机电控制通用件柱塞泵设备研究所产品成熟度生命周期管理系统示范效应

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弹性变形对轴向柱塞泵配流副润滑特性的影响

农业工程学报 2009年第12期25卷 114-118页

作者：胡纪滨邹云飞李小金林硕北京理工大学车辆传动国家重点实验室北京100081

考虑到配流副在高压条件下的弹性变形量已与油膜厚度同一量级,该文应用弹性流体动力润滑理论,建立了弹性变形条件下配流副的润滑数学模型,采用有限差分法求解了模型的控制方程,进行了弹性变形对配流副润滑特性的影响分析。结果表明,在... 详细信息

考虑到配流副在高压条件下的弹性变形量已与油膜厚度同一量级,该文应用弹性流体动力润滑理论,建立了弹性变形条件下配流副的润滑数学模型,采用有限差分法求解了模型的控制方程,进行了弹性变形对配流副润滑特性的影响分析。结果表明,在油膜厚度较小时,配流副的弹性变形使平均油膜厚度相比增大了14.48%,但最大油膜压力却减小了18.60%,且配流副的油膜承载力和泄漏量明显增大,而摩擦转矩明显减小;但油膜厚度大于15?m时,可以忽略弹性变形对配流副润滑特性的影响。研究为高压化轴向柱塞泵配流副的设计与研究打下了基础。

关键词：弹性变形润滑泵柱塞泵配流副

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基于边频相对能量和的柱塞泵磨损状态识别

北京航空航天大学学报 2014年第2期40卷 183-187页

作者：何兆民王少萍北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

摩擦磨损是飞机柱塞泵典型的渐进性故障,因磨损量难以直接测量,通常采用振动信号进行间接测量.磨损引起的振动信号故障特征微弱,对磨损状态进行准确地识别比较困难.针对上述问题,提出了基于谐波分量边频相对能量和的磨损状态识别方法,... 详细信息

摩擦磨损是飞机柱塞泵典型的渐进性故障,因磨损量难以直接测量,通常采用振动信号进行间接测量.磨损引起的振动信号故障特征微弱,对磨损状态进行准确地识别比较困难.针对上述问题,提出了基于谐波分量边频相对能量和的磨损状态识别方法,该方法对壳体振动信号进行Hilbert包络解调消除高频周期干扰,得到清晰的谐波分量,在各谐波分量的特定边频区间内计算最大能量与平均能量的比值并求和,将该值作为新的特征量来表征柱塞泵的不同磨损状态,利用网格法对边频区间范围寻优.结果表明,边频相对能量和相比传统的特征频率能量对磨损状态的区分度更高,适于磨损状态识别.

关键词：柱塞泵磨损识别谐波分量边频相对能量和

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航空柱塞泵缸体疲劳分析及寿命预测方法

北京航空航天大学学报 2019年第7期45卷 1314-1321页

作者：王岩王晓晴郭生荣卢岳良刘胜北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100083 航空工业金城南京机电液压工程研究中心南京211106

缸体是航空柱塞泵核心部件之一,其直接影响航空柱塞泵的功能。针对目前缸体寿命研究的实验周期长、缺乏理论分析方法的不足,提出了基于有限元分析和线性累积损伤理论的缸体疲劳分析和寿命预测方法。首先,基于理论力学和材料力学建立缸... 详细信息

缸体是航空柱塞泵核心部件之一,其直接影响航空柱塞泵的功能。针对目前缸体寿命研究的实验周期长、缺乏理论分析方法的不足,提出了基于有限元分析和线性累积损伤理论的缸体疲劳分析和寿命预测方法。首先,基于理论力学和材料力学建立缸体的力学模型,在MATLAB平台上进行仿真分析,计算缸体受力;其次,建立缸体的有限元模型,在ANSYS平台上计算缸体的应力和应变;然后,将缸体应力、应变等结果导入nCode中,基于线性累积损伤理论,探究缸体的薄弱部位及影响缸体疲劳寿命的因素;最后,进行实验验证。结果表明,靠近配流盘一侧的柱塞腔外壁较为薄弱,容易出现疲劳破坏,与仿真结果基本吻合,验证了所提的缸体疲劳分析和寿命预测方法的正确性,为结构紧凑型柱塞泵缸体的设计提供参考。

关键词：柱塞泵缸体疲劳破坏寿命预测线性累积损伤

轴向柱塞泵回程球铰副油膜润滑压力形成机理研究

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兵工学报 2017年第3期38卷 424-432页

作者：王涛毛明唐守生盖江涛冀海中国北方车辆研究所车辆传动重点实验室北京100072 北京理工大学北京电动车辆协同创新中心北京100081

回程球铰副是应用于轴向柱塞变量泵的机械结构,为研究其空间相对运动特征,结合回程球铰副的几何特征与相对运动关系,提出基于柱面特征的油膜润滑机理分析模型。通过拓展经典JFO空化算法以考虑复杂表面剪切速度影响因素,建立回程球铰副... 详细信息

回程球铰副是应用于轴向柱塞变量泵的机械结构,为研究其空间相对运动特征,结合回程球铰副的几何特征与相对运动关系,提出基于柱面特征的油膜润滑机理分析模型。通过拓展经典JFO空化算法以考虑复杂表面剪切速度影响因素,建立回程球铰副油膜润滑数值分析方法;对比分析斜盘倾角7.5°、12.5°与17.5°3种典型工作条件下的润滑状态,以及摩擦副表面剪切速度分布、间隙形状分布、空化指数分布和压力分布之间的关系。研究结果表明:间隙形状引起的动压效应与表面剪切速度引起的伸缩效应共同决定油膜压力场具有"双峰双谷"的分布规律,伸缩效应与斜盘的倾斜程度呈正相关性,是导致润滑承载力下降的重要因素;回程球铰副润滑设计需综合考虑伸缩效应与动压效应对油液成膜过程的复合影响。

关键词：兵器科学与技术柱塞泵回程球铰副动压润滑 JFO空化算法油膜空化

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轴向柱塞泵配流副低压区织构化数值分析

农业机械学报 2011年第6期42卷 203-207页

作者：邓海顺祁胜于海武王晓雷南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室南京210016 安徽理工大学机械工程学院淮南232001

针对轴向柱塞泵配流副受力不均匀、配流盘承受偏载力矩、低压区摩擦润滑效果差等问题,提出对配流副低压区进行织构化。建立了配流副低压区织构化的分析模型。研究了微凹坑直径、深度、面积率对低压区的油膜承载力、补偿力矩的影响。结... 详细信息

针对轴向柱塞泵配流副受力不均匀、配流盘承受偏载力矩、低压区摩擦润滑效果差等问题,提出对配流副低压区进行织构化。建立了配流副低压区织构化的分析模型。研究了微凹坑直径、深度、面积率对低压区的油膜承载力、补偿力矩的影响。结果表明:较大直径的微凹坑提供较大的承载力和补偿力矩;面积率的合适范围为12%～18%,微凹坑的深度对承载力和补偿力矩影响较大。

关键词：柱塞泵配流副表面织构偏载力矩补偿力矩

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轴向柱塞泵配流副低压区织构化试验研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2012年第6期40卷 16-19页

作者：邓海顺于海武王晓雷南京航空航天大学机电学院江苏南京210016 安徽理工大学机械工程学院安徽淮南232001

为研究低压区织构化轴向柱塞泵配流副的摩擦磨损性能,设计了配流副的摩擦磨损试验机,对织构化配流副进行了试验研究,并与无织构配流副的摩擦磨损情况进行对比.研究结果表明:低压区织构化的配流副能够有效减小摩擦系数,最大减摩率可达29.... 详细信息

为研究低压区织构化轴向柱塞泵配流副的摩擦磨损性能,设计了配流副的摩擦磨损试验机,对织构化配流副进行了试验研究,并与无织构配流副的摩擦磨损情况进行对比.研究结果表明:低压区织构化的配流副能够有效减小摩擦系数,最大减摩率可达29.11%;低压区织构化的配流副比无织构的平均磨损体积要小,且整个摩擦面磨损较为均匀,降低了配流副的偏磨.初步磨损试验表明:平均磨损体积量对表面织构面积率和直径较为敏感,最小平均磨损体积量出现在微凹坑直径100～200μm范围内.

关键词：柱塞泵配流副织构化摩擦系数磨损体积低压区

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内燃式柱塞泵原理方案设计

中国机械工程 2005年第21期16卷 1881-1885页

作者：张继忠张铁柱戴作强张洪信青岛大学青岛266071

将内燃机和柱塞泵工作原理进行组合,实现了内燃机和柱塞泵结构的一体化设计。提出了一种直接利用内燃机活塞的直线往复运动实现流体压力能输出的新工作模式。在对内燃式柱塞泵进行功能分析和分解的基础上,构思出实现各分功能(功能元)的... 详细信息

将内燃机和柱塞泵工作原理进行组合,实现了内燃机和柱塞泵结构的一体化设计。提出了一种直接利用内燃机活塞的直线往复运动实现流体压力能输出的新工作模式。在对内燃式柱塞泵进行功能分析和分解的基础上,构思出实现各分功能(功能元)的装置、机构或元件。通过组合得到了多种设计方案,并对选出的4种设计方案进行了分析和比较,再根据其中一个设计方案完成了以水为工作介质的内燃式柱塞泵样机的制作、试验和仿真计算。结果表明,该设计方案可行,实现了预期功能,其主要工作性能指标与内燃机-柱塞泵组合系统相比有明显改善。

关键词：内燃机柱塞泵一体化设计方案设计