飞机作动筒动密封试验系统开发及仿真分析

摘要

现代飞机舵面操作系统与动力收放系统中大量采用液压驱动方式，该驱动方式的可靠性和寿命主要与作动筒中动密封件的性能有关，而试验往往是评定动密封件性能的最有效方式，因而非常有必要和意义开发一套相关的试验系统。
　　本文基于我国大飞机项目，根据飞机作动筒的真实工况和相关的测试要求，设计开发了一套高于目前3000psi额定压力的飞机作动筒动密封试验系统，用于对4000psi压力下的飞机作动筒动密封件开展试验研究工作，主要内容如下:
　　第一章:主要介绍了飞机作动筒动密封试验系统的项目背景，以及国内外相关的研究历史和现状，明确了课题研究的目标和意义，阐述了课题研究内容。
　　第二章:主要介绍了试验系统的考察对象、设计要求和试验流程，通过比较已有不同的测试方案的优缺点，设计并确定了测试系统的总体方案。包括测试密封件的安装形式、外力加载方式、脉冲加载的实现方式以及高低温的实现方案。
　　第三章:针对要求对液压系统进行了详细的原理设计、分析及选型计算;给出了粉尘模拟及加载系统的设计及实现方案;对环境温度模拟系统进行了相关的设计和计算;完成了相关的三维建模和设计校核工作。
　　第四章:主要研究试验要求中的Ⅰ类脉冲加载，详细推导了经过简化后的数学模型，并在其基础上设计了Ⅰ类脉冲加载的PI控制器，确定了相关控制参数。最后根据相关元件和控制的参数搭建AMESim模型进行仿真分析，验证波形加载加载性能。
　　第五章:针对Ⅱ类脉冲加载，分别从集中参数数学模型和AMESim仿真模型的角度分析讨论了相关结构参数的设计和选择，确定了系统关键元件参数，通过仿真研究的方式验证该参数选择合理，满足规定加载要求。同时，提出了一种结合神经网络的Ⅱ类脉冲加载并行控制器，联合仿真结果表明该控制器起到了很好的预测效果，提高了试验的效率。
　　第六章:总结课题研究内容，并对未来工作提出展望。

目录

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致谢

摘要

图目录

表目录

第1章 绪论

1．1 课题背景综述

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 课题研究目标及意义

1．3．1 课题研究目标

1．3．2 研究意义

1．3．3 研究内容

1．4 本章小结

第2章 试验系统总体设计

2．1 引言

2．2 密封试验的考察对象

2．3 试验系统设计要求

2．3．1 密封技术研究验证系统液压能源

2．3．2 测试作动筒组

2．3．3 试验载荷谱

2．3．4 脉冲加载

2．3．5 环境温度模拟

2．3．6 泄漏检测

2．3．7 空气粉尘模拟

2．4 试验项目流程要求

2．4．1 筛查试验

2．4．2 长寿命测试

2．5 试验系统总体方案分析

2．5．1 已有测试方案分析

2．5．2 本项目总体方案确定

2．6 本章小结

第3章 试验系统开发

3．1 液压系统开发

3．1．1 液压系统功能需求分析

3．1．2 液压系统原理

3．1．3 关键元件参数及选型设计

3．2 工况模拟

3．2．1 加载系统设计及校核

3．2．2 粉尘模拟装置

3．2．3 环境温度模拟

3．3 本章小结

第4章 Ⅰ类脉冲加载系统特性分析

4．1 引言

4．2 Ⅰ类波形加载原理

4．3 Ⅰ类波形加载数学模型

4．3．1 模型简化

4．3．2 阀控非对称缸数学模型

4．3．3 伺服阀数学模型

4．3．4 Ⅰ型加载系统数学模型分析

4．4 Ⅰ类波形加载系统仿真分析

4．4．1 AMESim模型搭建

4．4．2 仿真结果及分析

4．5 本章小结

第5章 Ⅱ类脉冲加载系统特性分析

5．1 引言

5．2 水锤现象

5．3 Ⅱ类波形加载原理

5．4 Ⅱ类波形加载系统数学模型

5．4．1Ⅱ类波形加载系统集中参数模型

5．4．2 主要影响参数分析

5．5 Ⅱ类波形加载仿真分析

5．5．1 系统关键参数确定及模型设置

5．5．2 仿真结果分析

5．5．3 模型参数讨论

5．6 Ⅱ类波形加载神经网络控制器研究

5．6．1 BP神经网络

5．6．2 并行控制器设计

5．6．3 仿真试验研究

5．7 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 论文总结

6．2 工作展望

参考文献

作者简历