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专利号: 2022108336532
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 流体压力执行机构;一般液压技术和气动技术
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种面向数字阀组压力脉动的复合型衰减装置,其包括颈部连接件、衬里腔体组件和HQ管组件,所述衬里腔体组件通过颈部连接件和所述HQ管组件连接,其特征在于,所述衬里腔体组件,其包括组合垫圈、衬里腔体内衬、衬里腔体外壳和衬里腔体顶盖,所述颈部连接件的第一安装端通过组合垫圈和所述衬里腔体外壳的第一安装端连接,所述衬里腔体内衬的安装端和所述衬里腔体外壳的第二安装端连接,所述衬里腔体顶盖的安装端和所述衬里腔体外壳的第三安装端连接;

所述HQ管组件,其包括第一三通管接头、第二三通管接头、第三三通管接头、第一无缝钢管、第二无缝钢管、第三无缝钢管、第一焊接管、第二焊接管、第一弯头和第二弯头,所述颈部连接件的第二安装端和第一三通管接头的第一端连接,所述第一三通管接头的第二端通过第二无缝钢管和第二三通管接头的第一端连接,所述第二三通管接头的第二端通过第一焊接管和第一弯头的第一端连接,所述第一弯头的第二端通过第三无缝钢管和第二弯头的第一端连接,所述第二弯头的第二端通过第二焊接管和第三三通管接头的第一端连接,所述第三三通管接头的第二端通过第一无缝钢管和所述第一三通管接头的第三端连接;

在所述HQ管组件中,根据复合型衰减装置的传递矩阵数学模型,将第三三通管接头的安装位置设为基本单元a,第一无缝钢管的安装位置设为基本单元b,第一三通管接头的安装位置设为基本单元c,衬里腔体组件的腔体结构设为基本单元d,第二无缝钢管的安装位置设为基本单元e,第二三通管接头的安装位置设为基本单元f,HQ管组件中辅助管路的安装位置设为基本单元g;

所述第一三通管接头、所述第一无缝钢管、所述第二无缝钢管、所述第二三通管接头和所述第三三通管接头组成主管路,所述主管路的传递矩阵数学模型表达式为:简化为:

其中,P3为第三截面处的脉动压力,Q3为第三截面处的流量,P4为第四截面处的脉动压力,Q4为第四截面处的流量,Γ(s)为等截面管路单元的传播算子,Z3(s)为基本单元b的特征阻抗,Z4(s)为基本单元e的特征阻抗,A11,A12,A21,A22为主管路的四端参数,Zc为衬里腔体组件部分的系统阻抗;

所述第一焊接管、所述第一弯头、所述第二弯头、所述第三无缝钢管和所述第二焊接管组成辅助管路,所述辅助管路的传递矩阵数学模型表达式为:其中,P5为第五截面处的脉动压力,P6为第六截面处的脉动压力,Q5为第五截面处的流量,Q6为第六截面处的流量,Γ(s)为等截面管路单元的传播算子,Z5(s)为基本单元g的特征阻抗;

复合型衰减装置的传递矩阵数学模型表达式为:

其中,

其中,Z5(s)为基本单元g的特征阻抗,Γ(s)为等截面管路单元的传播算子,P1为第一截面处的脉动压力,Q1为第一截面处的流量,P2为第二截面处的脉动压力,Q2为第二截面处的流量,T11,T12,T21和T22分别为复合型衰减装置中的四端参数,A11,A12,A21,A22为主管路的四端参数。

2.根据权利要求1所述的面向数字阀组压力脉动的复合型衰减装置,其特征在于,根据衬里腔体组件的组成结构,建立衬里腔体组件的等效模型,将衬里腔体组件依次等效为等效电阻、等效电感和等效电容,所述等效电阻,其包括辐射电阻和粘性电阻,所述辐射电阻的表达式为:其中,Rr为辐射电阻,ce为衬里腔体内衬的有效速度,ke为衬里腔体内衬的有效波数,ρ为材料密度,S2为颈部连接件的截面积;

所述粘性电阻的表达式为:

Rw=2m2ωαw

其中,Rw为粘性电阻,αw为复波数的损失因子,m2为颈部连接件中油液的等效质量,ω为角频率;

等效电阻的表达式为:

其中,RJ为等效电阻,Rr为辐射电阻,Rw为粘性电阻,S2为颈部连接件的截面积;

等效电感由颈部连接件的油液造成,颈部连接件中油液的等效质量表达式为:

m2=ρS2L'2

其中,m2为颈部连接件中油液的等效质量,ρ为材料密度,L2'为颈部连接件的等效长度,S2为颈部连接件的截面积;

等效电感的表达式为:

其中,LJ为等效电感,m2为颈部连接件中油液的等效质量,S2为颈部连接件的截面积。

3.根据权利要求1所述的面向数字阀组压力脉动的复合型衰减装置,其特征在于,所述基本单元b的传递矩阵数学模型为:所述基本单元e的传递矩阵数学模型为:

所述基本单元g的传递矩阵数学模型为:

其中,Z3(s)为基本单元b的特征阻抗,Z4(s)为基本单元e的特征阻抗,Z5(s)为基本单元g的特征阻抗,Γ(s)为等截面管路单元的传播算子。

4.根据权利要求1所述的面向数字阀组压力脉动的复合型衰减装置,其特征在于,所述基本单元c的传递矩阵数学模型为:其中,Zc为衬里腔体组件部分的系统阻抗。

5.一种根据权利要求1‑4任意一项所述的面向数字阀组压力脉动的复合型衰减装置的测试方法,其特征在于,其包括以下步骤:S1、将变频电机的输出端和液压泵的控制端连接,将变频电机的控制端和控制器输出端连接,并将溢流阀并联在液压泵一侧,将第一数字阀和第二数字阀并联组成数字阀组,并将数字阀组驱动板的输入端分别与第一数字阀和第二数字阀的控制端连接;

S2、将液压泵的供油口串联第一压力传感器并且和数字阀组的第一端连接,将数字阀组的第二端和复合型衰减装置中第三三通管接头的第三安装端连接,将复合型衰减装置中第二三通管接头的第三安装端串联第二压力传感器并且依次与流量传感器、流量控制阀和油箱连接;

S3、将数字阀组驱动板、第一压力传感器、第二压力传感器和流量传感器采集的信息通过采集板卡传输给控制器。

6.根据权利要求5所述的测试方法,其特征在于,所述变频电机、所述溢流阀和所述液压泵组成液压动力回路;所述第一数字阀、所述第二数字阀、所述复合型衰减装置、所述流量控制阀、所述第一压力传感器、所述第二压力传感器和所述流量传感器组成试验测试回路;所述控制器、所述采集板卡和所述数字阀组驱动板组成控制采集回路。