60Co-γ射线对挖掘机液压介质性能影响及其管道动态特性仿真研究

摘要

γ射线是一种波长极短的高能电磁波。其电离辐射过程中释放的能量可以改变物质的属性。在高放射型环境下，60Co-γ射线产生的电磁波会加剧液压介质的老化，引起液压管道破裂、阀及管接头等原件以及仪表的损坏，严重的影响了液压介质的物理特性以及其对系统动态特性的影响。尤其是液压介质的密度、粘性、弹性模量等因素严重的影响了管道传输过程中引起的压力损失，限制了高放射环境下工程机械液压系统的工作效率和稳定性能，制约了高放射环境下工程机械的应用和发展。
　　本文以挖掘机常用的液压油为研究对象，研究60Co-γ射线对挖掘机液压介质性能影响，分析其辐照后液压油运动粘度、倾点、酸值等指标参数及其辐照后液压介质物理特性的变化规律，结合液压仿真软件AMESim研究了考虑辐照液压介质粘性变化的液压管道输出位移、压力和流量特性，主要研究内容如下:
　　1、研究60Co-γ射线辐射剂量率为2kGy/h，辐照累计剂量为50、100、200kGy对液压油运动粘度、倾点、酸值等变化的影响。研究结果表明：随着辐照累计剂量的增加，液压油的运动粘度有小幅度增加但影响较小；随着辐照剂量的增加，液压油的倾点降低，即辐照使得液压油的低温流动性变得更好；随着辐照剂量的增加，液压油的酸值大幅增加；随着辐照剂量的增加，液压油的色度增大，透光率变差。液压油参数变化规律表明辐照使得液压油的烃组成分含量发生了变化。
　　2、HM46液压油抗乳化性实验后的分水速度、分水率、分水油水的外观、油水界面状态等研究结果表明辐照剂量为2kGy/h，辐照累计剂量为50、100kGy时，辐照对液压油的抗乳化性能没有造成损伤且A液压油在50kGy，15min时分水率达到100％，B液压油在100kGy，15min时分水率达到97.5%，抗乳化性能有所增强；C液压油辐照后失效。A、B两种液压油在辐射剂量为200kGy时，几乎丧失了抗乳化性能。
　　3、为了进一步分析60Co-γ射线对挖掘机动态特性的影响，研究辐照液压油的粘性对挖掘机管道动态传输特性的影响。本章利用 AMESim软件建立考虑液压介质粘度的挖掘机斗杆装置液压管道仿真模型，分析运动粘度、管道长度及管道直径等参数变化对液压管道系统动态特性的影响。研究结果表明：液压油运动粘度对管道位移、压力和流量特性的影响较小，随着管道长度及直径的增加，对管道位移、压力和流量特性影响加剧。

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第1章 绪论

1.1 研究背景及选题意义

1.2 国内外研究现状

1.3 液压油管道动态特性研究现状

1.4 仿真技术在液压油管道动态特性研究中的应用

1.5 研究内容

第2章 试验条件与研究方法

2.1 液压介质

2.2 辐照实验

2.2 研究方法

2.3 液压介质管道动态特性仿真理论基础

2.4 本章小结

第3章 60Co-γ射线对挖掘机液压介质性能的影响

3.1 运动粘度的分析

3.2 倾点的分析

3.3 酸值的分析

3.4 色度的分析

3.5 抗乳化性能的分析

3.6本章小结

第4章 考虑液压介质属性的管道流动态特性仿真分析

4.1 液压介质管道流动仿真软件AMESim简介

4.2 挖掘机管道系统的结构与特点

4.3 基于AMESim管道系统仿真建模

4.4 管道系统仿真结果分析

4.5 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

作者攻读学位期间的科研成果

致谢