弹性变形对轴向柱塞泵配流副润滑特性的影响

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 mm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。     

球塞式液压泵配流轴平衡特性

在轴向压力线性分布的条件下,建立了配流副的流场模型,同时建立了配流轴支承系统在突变载荷下的动态仿真模型,在此基础上对球塞式液压泵配流轴的平衡特性进行了研究。结果表明配流轴支承系统具有压力反馈的闭环调节作用,配流轴在压力反馈作用下恢复到偏心率为0的平衡状态,且没有超调量。为高效球塞式液压泵配流副的设计提供了理论依据,同时为高功率密度球塞式液压元件的深入研究打下了基础。     

高压子母叶片泵配流副油膜的温升特性

为了改善高压叶片泵的性能,提升配流副的摩擦特性,采用理论分析、数值模拟和试验测试的方法,研究配流副油膜不同部位的温升情况。首先分析了吸油区和排油区的内、外层区域油膜油液运动情况,建立油膜温升的计算模型。然后从理论计算结果、温度场数值模拟云图和试验测试结果进行分析讨论。结果发现,高压子母叶片泵配流副油膜的温升受到工作压力和油膜厚度的影响,油膜厚度一定时,油膜温升值随压力的增大而增大,而工作压力一定时,油膜温升值随油膜厚度增大而减小。配流副吸油区油膜的内外层区域的温升值不一样,外层区域油膜温升值比内层区域高0.5～1 ℃。相同的工作压力下,由于受到剪切流动和较大压差流动的共同作用,吸油区油膜温升值比排油区油膜温升值高1.5～3.5 ℃。排油区外层区域的油膜温升值比内层区域的高,内外层区域油膜温升值沿圆周方向均从两侧向中心方向增大,中心位置温升值最大,差值约为0.25～0.5 ℃。     

固体颗粒对高压叶片泵配流副油膜特性影响的数值模拟

叶片泵对油液的清洁度要求较高,油液中混入的少量固体颗粒会引起泵内部摩擦副磨损而使其间隙增大,影响叶片泵的容积效率。为了探明颗粒在叶片泵配流副油膜内部的分布状态及其对配流副损坏机制,该研究使用理论分析、数值模拟和试验测试的方法,研究油液中的固体颗粒对高压叶片泵配流副油膜特性的影响。应用Fluent内置的两相流模型,分别改变固体颗粒直径（0.5～13μm）和固相体积分数（0.2%～1%）、泵的工作压力和转速,开展子母叶片泵配流副油膜内部的固相体积分数分布与温度分布的数值模拟,并对数值模拟结果进行验证。结果表明,油液中的固体颗粒基本不影响配流副油膜的压力数值及其分布,但会引起排油区的油膜温度下降低。随着颗粒直径的增大,吸油区油膜固相体积分数减小,最大变化量为0.25%,排油区油膜固相体积分数增大,最大变化量为0.35%,油膜固相体积分数整体上呈增大趋势变化。叶片泵容积效率随着固体颗粒直径的增大而下降,二者近似线性关系。随着颗粒固相体积分数的增加,油膜固相体积分数整体呈增大的趋势变化,最大变化量为0.72%,引起叶片泵容积效率下降,且颗粒固相体积分数与容积效率之间呈非线性关系。油膜表面的温度随颗粒固相体积分数的增加而减小,吸油区各区域油膜温度变化较小,排油区油膜温度最大变化量为2 K。配流副油膜受压差流影响较大的区域内固相体积分数随工作压力升高而减小,最大变化量为0.3%,油膜表面各区域的温度有所上升,核心区域温度变化量为4 K。油膜大部分区域的油膜固相体积分数和温度都随着泵转速的增大而增大,影响较大的区域中固相体积分数最大变化量为0.2%,温度最大变化量为3 K。研究结果可为高压叶片泵配流副的设计提供参考。     

柱塞式能量回收马达配流副锥度角的分析与试验

柱塞式能量回收马达是将液压马达与发电机一体化的新一代液压能量回收装置,缸体-配流轴组成的配流副是其关键摩擦副之一,配流副配合面锥度角的选择对马达的配流、承载和摩擦磨损特性有重要影响。该研究采用理论分析、数值模拟和试验测试的方法,探讨柱塞式能量回收马达配流副锥度角的最优值选择。首先根据配流副结构与尺寸,明确锥度角范围,然后以36°、39°、42°和45°共4个配流副锥度角为对象。分别从流场仿真、弱流固耦合和摩擦磨损试验3个方面,评价各锥度角配流副的柱塞腔油液压力与压力脉动、配流副部件应力与变形、配流副摩擦磨损等性能。结果发现配流副锥度角为42°和45°时,位于配流副上死点的柱塞腔内油液压力和压力波动较小,压力分别为4.66、4.62 MPa、压力波动幅度分别为3.307和3.246 MPa;在柱塞腔与高压油孔接通阶段,柱塞腔油液压力波动幅度分别为0.324、0.322 MPa;两种锥度角下的配流轴最大等效应力皆远小于其屈服强度;锥度角为42°缸体的最大等效应力占屈服强度比例较45°锥度角大0.74个百分点,最大变形量大0.251μm;两种锥度角的配流副没有强度失效的风险,虽然有微量弹性变...     

机械-液压双元动力发动机锥形配流阀的优化

机械-液压双元动力输出发动机（MHPE）将传统的内燃机和柱塞泵融为一体,可同时或单独输出机械、液压2种动力。MHPE采用锥形阀配流系统,其容积效率高低直接影响MHPE的整机性能。该文以容积效率为目标函数,以锥形阀的工作条件和结构尺寸为约束条件,以MHPE锥形阀的结构参数为优化变量,建立了优化模型,并基于iSIGHT软件进行优化设计。优化结果表明,优化后系统的容积效率提高5.71%,改善程度较大。     

锥形改流体下部孔径对筒仓卸料流态的影响

为了获取锥形改流体（cone-in-cone）下部孔径对筒仓内卸料流态和仓壁压力的影响,实现中心流筒仓内物料流态从中心流到整体流的转变,改善筒仓内物料流动环境,建立模型,用试验验证模型是正确的,该文采用离散元法对三维筒仓中ABS球卸料过程进行了数值模拟。数值模拟结果表明：筒仓卸料口尺寸不变时,减小锥形改流体下部孔径,整体流系数增大,筒仓内物料流态能够从中心流转变为整体流,筒仓壁峰值压力减小且峰值压力位置上移。改流体倾角为120°、135°时,当锥形改流体距筒仓锥形壁面的距离与锥形改流体下部孔径的比值大于等于1时,能实现从中心流到整体流的转变。该研究基于数值模拟结果提出了锥形改流体的设计标准,可为工程上确定改流体结构、位置参数提供参考。     

粉-气混合流润滑试验装置及摩擦学特性

为了研究粉气混合流在摩擦副间的润滑状况,采用空气压缩机及油水分离器提供高压干燥空气,并结合粉末流化和喷粉设备构建了向环块摩擦副间输送粉气混合流的粉末润滑试验装置。基于Timken摩擦磨损试验机,用石墨粉末进行一系列润滑试验。结果表明:此供粉装置能提供稳定持续的粉气混合流;石墨粉气混合流能进入到环块摩擦副中,使其保持良好的线接触并起到良好的润滑作用,摩擦系数在载荷达到450N时还不足0.1,并且随着载荷增大有减小趋势;摩擦力随着载荷的提高而增大,但总体上相对较小;磨损量也比较小,试件块的磨痕呈细细的条状;石墨粉气流通过环块摩擦副时将环块表面间的摩擦转换为石墨颗粒间的摩擦,并通过空气流将大部分热量带走,从而有效降低摩擦副的温度。     

车辆底盘自动集中润滑装置的研制

针对目前车辆底盘运动部件采用人工加脂润滑存在的弊端,研究了自动集中润滑系统的工作原理及技术方案,提出了齿轮泵、溢流阀、配油器和油管接头等关键部件的技术参数和结构设计方法,并研制了样机。性能检测结果表明,该集中润滑装置能满足30～60个润滑点的底盘润滑需要;齿轮泵的输出压力及输油量,配油器的注脂量和管路的密封性能等技术参数和性能指标均达到设计标准。应用性能考核表明,该装置工作稳定、性能可靠,达到了满意的应用效果。     

树干茎流研究方法及其述评

树干茎流研究是国内外森林水文学研究中的重要内容,对国内外树干茎流的研究方法及研究成果进行综述,并将树干茎流研究方法分为野外实测法和数学模型估测法,分别进行了系统分类和简要述评。树干茎流的野外实测法有观测标准株的选取与树干茎流水的收集两个关键技术环节。树干茎流的数学模型分为3种类型,即经验模型、概念模型、理论模型。经验模型反映的是树干茎流量(或茎流流率)与降雨量的定量关系,概念模型描述的是茎流量与降雨特征及林分特征因子的数量关系,理论模型刻画了树干茎流形成的机理和动态变化过程(树干茎流随降雨的时空变化规律),分别给出了各类模型主要的数学表达式,并分析了各类模型主要的优点和缺点。     

利用动胶菌生物降解机油污染废水

The purpose of this study was to identify microbial strains that have a strong ability to biodegrade lubricating oil. No. 20 lubricating oil was used as the sole carbon source in an isolation medium to screen bacteria from sludge that had been contaminated with crude oil. Through both morphological and biochemical methods, the bacterial strain that had the highest biodegrading capacity was identified as Zoogloea sp. On the basis of these preliminary results, a biological contact oxidation method was employed to further assess the ability of the Zoogloea sp. strain to treat wastewater contaminated by No. 20 lubricating oil using three oxidation cabins and two hydraulic retaining times （HRT）. Results showed that the concentration of No. 20 lubricating oil with a 12 h hydraulic retaining time and 16.5 L h^-1 inflow rate was reduced by 99.3% in 15 d, and with a 6 h hydraulic retaining time and 33 L h%^-1 inflow rate it decreased by 98.6070 in 12 d. The results from this study indicated that Zoogloea sp. had a strong potential to be utilized in biodegradation of lubricating oil.     

基于熵权的土地整理方案集对分析模型

土地整理方案的优选是一个复杂的不确定性问题。为克服基于专家经验或偏好的传统土地整理方案优选方法的缺陷,该文应用集对分析理论和信息熵理论,探讨了可挖掘评价指标固有信息的土地整理方案集对分析综合评价模型,即基于待选土地整理方案与理想方案的集对同一度计算贴近度,结合反映指标内在重要程度的信息熵权,综合评价待选土地整理方案。实例应用及对比结果表明,该模型应用于土地整理方案是可行的,且取得较好效果,提高了土地整理方案优选的可靠性和科学性。     

基于集对分析与三角模糊数耦合的土壤重金属污染评价模型

土壤重金属污染程度综合评价问题是一个前沿的、复杂的不确定性问题。本文尝试利用集对分析方法描述土壤重金属污染评价过程中的确定性和不确定性特征,并应用角模糊数刻画集对差异度系数以改进集对分析方法,进而提出了基于集对分析与三角模糊数耦合的土壤重金属污染综合评价新模型。实例应用结果及与其他方法对比分析表明:该模型评价过程直观、计算简便、结果客观合理,在土壤重金属污染评价中具有参考价值。     

基于改进4-方程摩擦模型的输水管道水锤压力计算

摩擦耦合是流体与管壁之间相对运动产生粘性摩擦力而形成的边界接触耦合。在流体高频运动的范围内,摩擦耦合的特性变得相对更加复杂,将直接影响管道系统的水锤演化。为了研究在实际管道中水锤的变化情况,本文基于Zielke模型对流固耦合作用(fluid-structure interaction,FSI)4-方程模型(four-equation model,4EM)建立的4-方程摩擦模型(four-equation friction model,4EFM)结合广义不可逆热力学理论(extended irreversible thermodynamics,EIT)进行改进,建立改进4-方程摩擦模型。通过MATLAB软件利用波速调整(wave-speed adjustment,WSA)插值方法的特征线法(method of characteristics,MOC),对新疆生产建设兵团第十三师自压输水管道中的关阀水锤压力进行数值计算,结果表明改进4-方程摩擦模型的计算结果相比4-方程摩擦模型以及其他计算模型与实测值具有更好的一致性,WSA相比其他线性插值方法可以减小插值误差。该改进模型可以应用在计算机中进行长距离重力流输水过程的水锤压力计算。     

快速精确获取设计中农业机械模态模型的方法

在农业机械的设计过程中,为了快速获得产品整机的模态参数,该文以某小型农业作业机为例,探讨了采用NASTRAN求解的方法获取设计结构的模态模型;采用LMS Test.Lab试验模态分析的方法获取复杂外购件和通用件的模态模型,用自由界面模态综合的方法将通过前述方法获得的各结构模态在LMS Virtual.Lab中综合,最终获取整机模态模型的方法。试验证明采用该方法获得的主要固有频率最大误差小于5.5%,且振型基本吻合。采用该方法可以在小型农业机械的快速设计过程中,快速、准确获取整机模态参数,为在设计过程中研究产品的动态特性和进行结构优化提供了数据支撑,具有重要的工程应用价值。     

改进双流体模型计算有液柱分离的管路水锤压力

为计算管路系统中的气液两相瞬变流动,该文基于改进的双流体气液两相计算模型,对管道中由于水锤造成液柱分离现象的进行了分析,计算中考虑了管壁面随压力变化对波速的影响,并在数值求解中对方程中的不守恒项及不守恒方程进行了单独处理,以确保模型计算的稳定性。通过对2种弛豫计算方法对计算影响的研究,并与试验比对可以看出:对于采用有限弛豫参数计算时,需要考虑由于空化引起的相变,同时需要选择合理的泡粒数量以保证计算精确度;对于采用无限弛豫参数计算时,可忽略空化模型,直接对水锤造成的液柱分离现象进行分析模拟;通过采用改进的双流体气液两相流计算模型,并构建合理的数值计算方法,可以对带有明显液柱分离现象的管路气液两相瞬变现象进行预测。该种方法计算精度高,对于工业管道中的水锤防护计算具有较好的应用价值。     

温室用轻型方钢管柱脚底板压力及其简化计算模型

为研究半刚性柱脚底板压力分布,以轻型方钢管柱脚底板为研究对象,首先利用数值模拟方法,考虑柱脚与混凝土基础间非线性静力接触效应,针对4种加劲肋布置方式、6种偏心矩,分别计算24个轻型方钢管柱脚模型的底板受力情况,得到了底板压力分布规律,在此基础上提出了三折线底板压力分布模型,给出了轻型方钢管柱脚底板压力简化计算模型,并确定了相应关键参数。将简化计算模型结果与数值模拟、基于Winkler弹性地基梁模型的解析解和三角形压力分布的底板压力计算结果相对比。结果表明:三角形压力分布计算得到的底板最大压力值位于底板端部,而数值模拟、解析解及该文简化计算模型得到的最大压力值均位于柱截面翼缘处,且三角形压力分布的底板压力最大值明显大于该文简化计算模型结果,简化计算模型计算的底板压力最大值与数值模拟结果较为接近,且二者与解析解底板压力分布曲线亦吻合良好(误差大约为10%)。研究成果为轻型方钢管柱脚设计提供了更为精确适用的计算方法。