錐閥振動耦合的仿真與實驗研究.pdf

1、目前閥類產(chǎn)品的研發(fā)主要集中于以下幾個方面: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，對閥的內(nèi)部的流體液動力及流量壓力等基礎(chǔ)特性建模研究，是實現(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，對流場中閥芯受到的液動力進(jìn)行數(shù)學(xué)建模研究，反映其在不同工況下的運動特性。
　　目前為止，大多數(shù)學(xué)者的工作集中于對錐閥

2、軸向振動的研究，而很少有關(guān)于錐閥徑向振動的研究。對于錐閥軸向、徑向的振動情況，也是單獨做研究，而沒有將兩個方向運動結(jié)合起來研究。本文對軸向振動與徑向振動共存的動力學(xué)問題進(jìn)行了研究:
　　第一章中對錐閥振動研究現(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)。
　　第二章對錐閥在工作過程中的開度、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力學(xué)模型。在動力學(xué)模型表達(dá)式中

3、，反映出了各工作參數(shù)對閥芯的作用力的影響。
　　第三章對錐閥系統(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方程在局部靜態(tài)工作點附近進(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)對錐閥系統(tǒng)的穩(wěn)定區(qū)域進(jìn)行了判定。最后，通過實驗驗證了穩(wěn)定區(qū)域的存在。
　　第四章建立了軸向、徑向運動耦合模型。就碰撞運動問題，通過討論閥芯閥腔的幾何尺寸來分析閥芯與閥座幾種碰撞形態(tài)的可能性;針對可能發(fā)生的碰撞情況，提出運動簡化假設(shè)，分別建立閥

4、芯與閥座碰撞的運動模型，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MATLAB數(shù)值計算方法對錐閥振動系統(tǒng)進(jìn)行了求解仿真，并給出了幾種典型的振動曲線及其相軌跡;同時通過計算李雅普諾夫指數(shù)對混沌振動區(qū)域進(jìn)行了判斷。
　　研究結(jié)果表明錐閥的軸向運動以三種形式影響其徑向振動:軸向位移、閥腔壓力以及閥芯與閥體間的碰撞。然而，徑向振動對軸向振動的影響僅僅通過閥芯與閥體間的碰撞產(chǎn)生。受此影響，橫向及縱