液压气动与密封/2018年第02期
doi:10.3969/j.issn.1008-0813.2018.02.005
收稿日期：2017-04-21
基金项目：国家自然科学基金项目（51275068）；中央高校基本科研项目（DUT15LK21）
作者简介：桑勇（1979-），男，山东泰安人，副教授，博士，研究领域：机电液一体化。
0引言
随着国家建设的一步步推进，大型工程设备的应
用领域越来越广泛，如道路施工、桥梁建设、大坝修建、矿山开采等。液压系统具有提供能源、对执行器进行灵活控制等功能而广泛应用于大型工程设备当中。管道作为液压系统必不可少的一部分，是能源系统、控制系统和执行器之间传递能量及信号的“桥梁”。理论和实践证明，管路动态特性的好坏直接决定着液压系统性能的优劣，因此应充分研究液压系统管路的特性，从而提高系统的整体性能。目前，研究者主要针对处于执行机构和控制阀之间的管路进行了深入研究。如丁
问司[1]等通过建立液压传输管道的传递矩阵，对交流液
压系统中连接交流发生器和振动执行缸之间的管路进行研究，分析了影响管路谐振频率及传动效率的因素；姚静[2]等主要对锻造液压机工作缸进油管和排油管进行仿真研究，得到了管长和管径与液压管路波动和系统响应时间之间的关系；侯友山[3]等基于功率键合图-方块图方法对铰接车辆转向系统液压管路进行分析，研究了管长、管径对管路系统振荡幅度及响应时间的影响。为减少液压源噪声大和液压油容易泄漏对执行机构的影响、提高装置的精度，部分装置液压源与控制阀之间采用长长的管道相连接，部分学者也着手于此部分管道的研究。董春芳[4]等对一种水下装置液压系统的液压源与控制阀之间的管道进行仿真，研究表明随着管长的增加和管径的减小，系统压力损失增大，响应变慢，并提出了消除管道效应，改善系统动态特性的方法；齐晓燕[5]等应用有限元分析软件ANSYS 对某型飞机液压系统中泵出口和油滤之间的管路进行仿真分
基于AMESim 液压系统管路动态特性的研究
桑
勇，邵利来，段富海
（大连理工大学机械工程学院，辽宁大连116024）
摘要：该文对液压系统管路的动态特性开展研究，理论推导了管路谐振频率、管路传递矩阵等主要参数的计算表达式。引入基于AMESim 软件的时域、频域分析方法，通过对经典管路水锤现象进行时域、频域对比分析，证明AMESim 软件能有效的模拟管路的实际情况，并能真实的反映管路在时域和频域内的动态特性。在此基础上，将该方法应用于液压伺服系统液压源与伺服阀之间长管路的动态特性分析当中，探索管长、管径及管厚与管路谐振频率及相位差之间的关系。分析结果表明：随着液压管道长度的增加，管路谐振频率显著降低，相位差增大，系统响应时间变长；随着管道内径的增加，管道压力幅值比增加，而谐振频率及相位差变化不大；管道厚度对系统动态特性影响较小。该研究可为液压系统管路设计提供参考。关键词：交流液压；频域分析；AMESim ；动态特性中图分类号：TH137
文献标志码：A
文章编号：1008-0813（2018）02-0016-06
The Research on Pipeline Dynamic Characteristics of Hydraulic System based on AMESim
SANG Yong,SHAO Li-lai,DUAN Fu-hai
(School of Mechanical Engineering,Dalian University of Technology,Dalian 116024,China)
Abstract ：This paper studied the dynamic characteristics of hydraulic system pipeline,the arithmetical expression of pipe line resonance fre-quency,the transfer matrix were deduced.Through analyzing the phenomenon of water hammer in time domain,frequency domain,intro-duced the analytical method in time domain and frequency domain based on AMESim software,proofed that AMESim software could effec-tively simulate the actual situation of the pipeline,and reflect the real line dynamic characteristics in time domain and frequency domain.On this basis,analyzed the dynamic characteristics of the long pipe between hydraulic source and servo valve of hydraulic servo system by us-ing this method,explored the relationship between the length,diameter,thickness of pipeline and the resonance frequency and phase differ-ence of it.Analysis results show that:With the increase of hydraulic pipe length,pipe resonant frequency decreased significantly,but the phase difference and system response time increased;With the increase of pipe diameter,pipe pressure amplitude ratio increased significant-ly,the resonance frequency and phase difference changed a little;Pipe thickness had smaller influence on the system's dynamic characteristics.The study can provide reference for hydraulic system pipeline design.
Key words ：pulsating flow hydraulic;frequency domain analysis;AMESim;dynamic characteristic
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万方数据