錐閥振動(dòng)耦合的仿真與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目前閥類產(chǎn)品的研發(fā)主要集中于以下幾個(gè)方面:1）控制性能優(yōu)化;2）可靠性研究;3)智能閥研究?？梢钥闯?，目前在閥類產(chǎn)品的研發(fā)技術(shù)中，對(duì)閥的內(nèi)部的流體液動(dòng)力及流量壓力等基礎(chǔ)特性建模研究，是實(shí)現(xiàn)以上高新閥塊技術(shù)的基礎(chǔ)。只有建立了較為準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)控制模型，才能在控制算法上提高可靠性，才能優(yōu)化控制算法及產(chǎn)品性能。本文以錐閥為例，對(duì)流場(chǎng)中閥芯受到的液動(dòng)力進(jìn)行數(shù)學(xué)建模研究，反映其在不同工況下的運(yùn)動(dòng)特性。
　　目前為止，大多數(shù)學(xué)者的工作集中于對(duì)錐閥

2、軸向振動(dòng)的研究，而很少有關(guān)于錐閥徑向振動(dòng)的研究。對(duì)于錐閥軸向、徑向的振動(dòng)情況，也是單獨(dú)做研究，而沒(méi)有將兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)結(jié)合起來(lái)研究。本文對(duì)軸向振動(dòng)與徑向振動(dòng)共存的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行了研究:
　　第一章中對(duì)錐閥振動(dòng)研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，明確了研究的角度，并概述了研究所需的理論基礎(chǔ)。
　　第二章對(duì)錐閥在工作過(guò)程中的開(kāi)度、流量、閥腔壓力等工況參數(shù)的相互關(guān)系進(jìn)行分析后，選擇閥芯作為分析主體，建立了閥芯軸向及徑向動(dòng)力學(xué)模型。在動(dòng)力學(xué)模型表達(dá)式中

3、，反映出了各工作參數(shù)對(duì)閥芯的作用力的影響。
　　第三章對(duì)錐閥系統(tǒng)的局部穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。采用線性化的方法將非線性振動(dòng)方程在局部靜態(tài)工作點(diǎn)附近進(jìn)行了線性化處理，進(jìn)一步應(yīng)用線性系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)對(duì)錐閥系統(tǒng)的穩(wěn)定區(qū)域進(jìn)行了判定。最后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了穩(wěn)定區(qū)域的存在。
　　第四章建立了軸向、徑向運(yùn)動(dòng)耦合模型。就碰撞運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，通過(guò)討論閥芯閥腔的幾何尺寸來(lái)分析閥芯與閥座幾種碰撞形態(tài)的可能性;針對(duì)可能發(fā)生的碰撞情況，提出運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化假設(shè)，分別建立閥

4、芯與閥座碰撞的運(yùn)動(dòng)模型，分析了碰撞前后閥芯速度的變化情況。
　　第五章在前幾章節(jié)所建立模型的基礎(chǔ)上，通過(guò)MATLAB數(shù)值計(jì)算方法對(duì)錐閥振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了求解仿真，并給出了幾種典型的振動(dòng)曲線及其相軌跡;同時(shí)通過(guò)計(jì)算李雅普諾夫指數(shù)對(duì)混沌振動(dòng)區(qū)域進(jìn)行了判斷。
　　研究結(jié)果表明錐閥的軸向運(yùn)動(dòng)以三種形式影響其徑向振動(dòng):軸向位移、閥腔壓力以及閥芯與閥體間的碰撞。然而，徑向振動(dòng)對(duì)軸向振動(dòng)的影響僅僅通過(guò)閥芯與閥體間的碰撞產(chǎn)生。受此影響，橫向及縱