液压系统动力学性能分析与优化

飞机液压系统故障分析及改进措施

摘要：随着我国工业经济的快速发展和人民物质生活水平的不断提高，飞机作为一种重要的交通工具，以其旅行速度快、方便灵活等优点逐渐受到更多人的青睐，为方便人们出行、缓解交通压力做出了重要贡献。飞机液压系统是飞机控制系统的重要组成部分。液压系统的故障将直接导致飞机安全事故。因此，本文对飞机液压系统故障诊断的探讨和研究具有重要的理论意义和实用价值。

关键词：飞机；液压系统；故障分析；改进措施

1飞机液压系统基本故障排除方法

当飞机液压系统发生故障时，维修人员主要检查液压系统执行部件的外观结构、显示界面的数据信息以及系统增压状态下部件的工作状态，以判断各部件是否存在故障。另一方面，持续监控飞机液压系统工作部件的动作和指示接口的数据信息，并参考飞机液压系统的工作频率和数量，从而分析判断飞机液压系统的故障原因和具体故障部件。

此外，在飞机液压系统故障排除过程中，我们还可以理论联系实际，运用数学分析、力学分析和系统工程理论建立模型，结合计算机信息技术，为飞机液压系统故障排除做出贡献，流行的BP神经网络技术和遗传算法。例如，在对飞机液压系统进行故障排除时，可以对液压系统的振动信号进行分析和处理，找到飞机液压系统的具体故障位置；它也可以基于整个液压系统，从飞机液压系统的总体压力或局部压力的角度出发，考虑飞机液压系统的总体工作状态，分析和处理压力信号，并从中提取特征向量，从而找到飞机液压系统的故障位置。

2问题现象及分析

2.1问题现象 在对某型飞机进行飞行后检查时，发现发动机变速箱中有红色液体，分析为15号航空液压油。检查变速箱附近的管道，发现导管中没有泄漏。检查与变速箱相连的液压泵，发现安装座附近漏油。因此判断为主液压泵漏油。

2.2原因分析

对有缺陷的产品进行了拆解和检查。产品的一些泵腔零件出现不同程度的高温变色，橡胶零件在高温下老化并失去弹性。根据同类型其他产品的统计，已发生8起类似的漏油故障。

液压传动系统中的流体力学数值模拟分析

液压传动系统中流体力学数值模拟分析

液压传动系统是工业领域中使用最广泛的动力传输系统之一，其中关键的核心引擎就是液压泵和液压马达。在液压传动系统中，流体动力学是一项重要的科学技术，它涉及了流体内部的运动、力学性质以及流体与固体物体之间的相互作用。因此，为了更好地了解其性能，对其流体力学行为进行数值模拟分析是十分重要的。

流体力学数值模拟的基础理论

流体力学数值模拟作为一种数值计算方法，其基础理论主要是连续介质力学和数值计算力学。连续介质力学认为流体是无限可分的连续介质，其运动可以用流体的内部物理量（如密度、速度、压力等）来描述。这些物理量之间的关系可以用流体动力学方程组（例如Navier-Stokes方程组）来描述。

数值计算力学则是将流体力学方程组转化为计算机可以处理的数学模型，主要是围绕着离散化方法、求解方法和模型验证三个方面进行的。其中离散化方法主要是为了将空间和时间连续性问题离散化为离散的网格点上联系的数值问题，求解方法则是通过建立计算模型解决因模型较复杂而导致实际求解困难的问题。最终模型验证则是为了确保所建立的数值模型具有可信性和正确性。

数值模拟分析在液压传动系统中的应用

通过在计算机上进行液压传动系统的数值模拟分析，可以研究其工作原理，探究其性能、功能和可靠性等问题。可利用数值模拟分析来仿真不同工况下的运行，精细化的设计液压传动系统以适应复杂的算法与计算需求，进而优化液压传动系统的结构和运行。另一方面，也可以优化液压元器件，改进其性能和标准。

数值模拟分析方法一般分为两类，一种为数值流体力学模拟方法，另一种为多体动力学模拟方法。 （1）数值流体力学模拟方法

数值流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）作为流体力学数值模拟中的一个分支，主要以对流传热问题、动量、质量、能量变化等为研究对象，分析研究流体的内部流动情况、分布情况和传输情况。借助计算机优秀的计算能力，我们可以在微观层面上探究液压传动系统中的流体力学特性，以此精确地预估其性能、寿命和可靠性。

东北大学

硕士学位论文

混凝土泵车液压柔性臂架动力学分析与控制

姓名：张婧

申请学位级别：硕士

专业：机械电子工程

指导教师：刘杰

20060101东北大学硕士学位论文摘要

混凝土泵车液压柔性臂架动力学分析与控制

摘要

以混凝土布料机械、隧道喷浆机器人、喷漆机器人等为代表的一类施工装卸机械臂

系统，在现代化施工当中应用广泛。这类机械臂系统具有火型、重载、轻质的特点，其

运动既是空间大范围的刚体运动与弹性变形的耦合，也是柔性多体动力学与管道流变动

力学的耦合，是典型的多输入、多输出、高度非线性、多种物理规律耦合的复杂系统。

本文以混凝土泵车的液压柔性臂架为研究对象，针对以上特点，对于如下几点进行

了研究与尝试。

（１）泵车液压柔性臂架的柔性多体动力学分析

在对臂架结构进行动力学分析与控制方法的研究时，过去大多将其作为多刚体系统

来处理，而实际上，泵车的各节布料臂较长，工作过程中，臂架在油缸的冲击载荷作用

下会发生振动，臂架的弹性变形较大，臂架机构振动位移对作业质量影响很大。因此，

采用刚性模型来处理，会带来一定的偏差，影响控制精度。本文通过考虑臂架的弹性变

形，将其作为柔性臂来处理，采用柔性多体系统动力学，建立了布料机构的动力学模型。（２）臂架系统的控制方案设计

目前泵车的布料机构基本为由回转机构、多节臂杆、输送料管、液压缸和支撑连杆

等部分组成的串联开链机构。尽管其具有机动、灵活、高效等特点，然而由于臂架系统

属于轻质、大型、重载的柔性臂系统，大范围作业常需人工辅助操作，部件在驱动系统

的激励下，运行时伴随管道内的流体输送，产生巨大的惯性力，使系统产生强烈的振动，

影响布料臂系统姿态的稳定性及定向精度，并伴随着结构过早疲劳破坏。凶此，臂架布

料轨迹的控制显得十分必要。本文由此采用了ＰＤ控制的方法，设计了控制方案。

（３）臂架系统完备动力学建模

考虑到系统结构、驱动、控制各部分相互耦合的特性，采用了完备的动力学建模方

法，获得系统的完备闭环方程，并采用ＭＥＢＤＦＤＡＥ求解器对四节臂臂架系统进行了数值

第24卷第1期2010年3月上 海 工 程 技 术 大 学 学 报JOURNALOFSHANGHAIUNIVERSITYOFENGINEERINGSCIENCEVol.24No.1Mar.2010

文章编号:1009-444X(2010)01-0014-06

收稿日期:2010-03-08作者简介:魏海波(1985-),男,在读硕士,研究方向为车辆电子控制.E2mail:291144813@阀控缸液压振动系统动态性能分析

魏海波,陈 博

(上海工程技术大学汽车工程学院,上海201620)

摘要:根据阀控缸系统的工作原理,建立系统的动力学方程.运用MATLAB软件,对活塞回程

和冲程过程中的活塞速度、位移、氮气室压力变化规律进行分析,并且建立了活塞和阀芯运动的

数学模型.利用MATLAB软件进行了模型求解与显示,得到活塞和阀芯的运动规律以及流体参数的变化规律.

关键词:阀控缸;液压冲击器;动态性能;数学建模

中图分类号:TH137.5 文献标志码:A

DynamicCharacteristicsAnalysisofHydraulicVibration

SystemofValve2ControlledCylinder

WEIHai2bo,CHENBo

(CollegeofAutomotiveEngineering,ShanghaiUniversityofEngineeringScience,Shanghai201620,China)

Abstract:Accordingtotheworkingprincipleofvalve2controlledcylindersystem,thedynamicequationof

thesystemwasestablished.ByusingMATLABsoftware,thepiston.sspeed,displacementandthenitro2

genchamber.spressurevariationintheprocessofthereturnandimpacttravelwereanalyzed,andthe