锥阀振动耦合的仿真与实验研究

发布时间：2017-04-15 01:09

  本文关键词：锥阀振动耦合的仿真与实验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前阀类产品的研发主要集中于以下几个方面：1)控制性能优化：2)可靠性研究；3)智能阀研究。可以看出,目前在阀类产品的研发技术中,对阀的内部的流体液动力及流量压力等基础特性建模研究,是实现以上高新阀块技术的基础。只有建立了较为准确的数学控制模型,才能在控制算法上提高可靠性,才能优化控制算法及产品性能。本文以锥阀为例,对流场中阀芯受到的液动力进行数学建模研究,反映其在不同工况下的运动特性。 目前为止,大多数学者的工作集中于对锥阀轴向振动的研究,而很少有关于锥阀径向振动的研究。对于锥阀轴向、径向的振动情况,也是单独做研究,而没有将两个方向运动结合起来研究。本文对轴向振动与径向振动共存的动力学问题进行了研究： 第一章中对锥阀振动研究现状进行了分析,明确了研究的角度,并概述了研究所需的理论基础。 第二章对锥阀在工作过程中的开度、流量、阀腔压力等工况参数的相互关系进行分析后,选择阀芯作为分析主体,建立了阀芯轴向及径向动力学模型。在动力学模型表达式中,反映出了各工作参数对阀芯的作用力的影响。 第三章对锥阀系统的局部稳定性进行了研究。采用线性化的方法将非线性振动方程在局部静态工作点附近进行了线性化处理,进一步应用线性系统稳定性判据对锥阀系统的稳定区域进行了判定。最后,通过实验验证了稳定区域的存在。 第四章建立了轴向、径向运动耦合模型。就碰撞运动问题,通过讨论阀芯阀腔的几何尺寸来分析阀芯与阀座几种碰撞形态的可能性；针对可能发生的碰撞情况,提出运动简化假设,分别建立阀芯与阀座碰撞的运动模型,分析了碰撞前后阀芯速度的变化情况。 第五章在前几章节所建立模型的基础上,通过MATLAB数值计算方法对锥阀振动系统进行了求解仿真,并给出了几种典型的振动曲线及其相轨迹；同时通过计算李雅普诺夫指数对混沌振动区域进行了判断。 研究结果表明锥阀的轴向运动以三种形式影响其径向振动：轴向位移、阀腔压力以及阀芯与阀体间的碰撞。然而,径向振动对轴向振动的影响仅仅通过阀芯与阀体间的碰撞产生。受此影响,横向及纵向振动发生转变,由阻尼振动转变为混沌振动。
【关键词】：锥阀振动 径向振动 耦合振动 局部稳定性 混沌振动
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137.5
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 研究背景意义10-11
• 1.2 研究现状11-15
• 1.3 研究内容及方法15-20
• 1.3.1 锥阀径向振动分析16-17
• 1.3.2 相轨迹振动理论17-20
• 第二章 锥阀受力公式推导20-34
• 2.1 锥阀轴向受力公式20-22
• 2.2 锥阀径向受力公式22-31
• 2.2.1 一维雷诺公式22-24
• 2.2.2 阀尖处径向力24-25
• 2.2.3 阀座处径向力25-29
• 2.2.4 阀芯处流场时变力29-30
• 2.2.5 阀芯径向合力30-31
• 2.3 本章小结31-34
• 第三章 锥阀振动局部稳定性分析34-48
• 3.1 线性化处理及稳定性理论35-37
• 3.2 锥阀振动稳定性分析37-42
• 3.3 锥阀振动稳定性试验42-46
• 3.4 本章小结46-48
• 第四章 锥阀碰撞运动分析48-66
• 4.1 弹簧模型48-49
• 4.2 阀芯单点碰撞分析49-61
• 4.2.1 阀芯与C点碰撞分析50-59
• 4.2.2 阀芯与A点碰撞分析59-61
• 4.3 阀芯单侧碰撞分析61-64
• 4.4 本章小结64-66
• 第五章 锥阀振动数值计算66-84
• 5.1 锥阀振动仿真方法66-70
• 5.2 锥阀典型工况仿真结果70-73
• 5.3 锥阀混沌振动分析73-82
• 5.4 本章小结82-84
• 第六章 总结与展望84-86
• 6.1 总结84-85
• 6.2 展望85-86
• 参考文献86-88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：307251