新型液气缓冲器的试验与动态仿真

摘要

随着各种产业的发展,起重机械越来越向着大型化和高速化发展.由于受视野及环境条件的限制容易造成误操作,而发生碰撞事故.因此起重机上安装缓冲器更显得重要.现在已有的隔振缓冲产品,由于受其材质、工艺等方面诸多因素的限制,真正综合指标完善,使用性能理想的产品还不多见.新型液气缓冲器使用了新型的阻尼结构,并利用了氮气的无疲劳、体积模量小的特点,使其容量及其吸能性能优越,回弹时间短,缓冲力上升快,是较理想的缓冲设备.它可广泛应用于交通、电力、建筑及动力机械等工程领域的抗震缓冲.本文介绍了新型液气缓冲器的结构特征、工作原理及性能特点.并通过静态试验和动态落锤冲击试验,验证了该缓冲器的性能,得到了数据结果和图形结果.试验结果表明该缓冲器具有缓冲力上升快,容量高等特点.并且在动力学分析的基础上,建立了数学模型.其仿真结果曲线与实验结果曲线吻合较好,说明了数学模型和计算方法的正确性及该仿真结果的可信性.为节省试验费用,提高研究效率,使用该仿真程序代替试验,来研究该缓冲器的回弹性能,及其在不同质量块,不同水平冲击速度下的性能表现.其结果曲线表明该缓冲器的回弹缓冲力小、吸能量大、缓冲效率高是一种更能接近理想性能曲线的缓冲产品.深入研究了节流孔直径、节流阀质量、弹簧刚度、气体初压力等关键结构参数对该缓冲器的最大缓冲力、行程、平均缓冲力、及缓冲效率等性能参数的影响,为设计人员提供了有价值的参考信息.本文还应用Visual Basic 6.0开发了液气缓冲器仿真软件,为设计人员提供了简洁友好的用户界面,并通过具体实例介绍了软件的使用方法,验证了软件的实用价值.

目录

文摘

英文文摘

独创性说明

1绪论

1.1缓冲器简介

1.2缓冲器的性能要求

1.3国内外水平和发展趋势

1.4课题简介

2新型液气缓冲器及其试验

2.1液气缓冲器的结构特点

2.2液气缓冲器的工作原理

2.3静态试验

2.4动态试验

2.4.1试验目的

2.4.2试验仪器

2.4.3试验结果

3液气缓冲器的有限元分析

3.1流固耦合问题

3.2 ADINA简介

3.3有限元模型的建立

3.4有限元分析中遇到的问题

4液气缓冲器的数值仿真

4.1液气缓冲器数学模型的基本假设

4.2活塞杆受力分析

4.3节流阀受力分析

4.4液气缓冲器流量分析

4.4.1节流阀关闭时

4.4.2节流阀打开时

4.4.3流量连续性方程

4.5数学模型的微分方程及数值实现方式

4.6落锤试验仿真结果

4.6.1仿真结果对比

4.6.2其他性能仿真曲线

5利用仿真程序进行深入研究

5.1缓冲器的回弹性能

5.1.1回弹曲线

5.1.2其他仿真曲线

5.2缓冲器在不同工况下的性能表现

5.2.1冲击物体质量对该缓冲器性能的影响

5.2.2冲击速度对该缓冲器性能的影响

5.2.3冲击动力对该缓冲器性能的影响

5.2.4小结

5.3结构参数对缓冲器性能的影响

5.3.1节流孔直径大小

5.3.2弹簧刚度

5.3.3气体初压力

5.3.4小结

6软件系统的开发设计

6.1软件开发概述

6.1.1开发环境

6.1.2开发软件

6.1.3仿真系统功能设计

6.1.4主程序计算步骤与框图

6.2软件应用与实例

结论

参考文献

附录A新型液气缓冲器产品外形图

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢

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