针对液压管网压力脉动的仿真研究

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1、HvdrauliesPneumatics＆Seals，NO．11．2012液压管网压力脉动的仿真研究贺尚红，谭文成(长沙理工大学汽车与机械工程学院，湖南长沙410076)摘要：液压系统中存在的压力脉动影响系统工作性能。运用流体网络理论，分析压力阀支路、终端封闭串联分支管路的动态特性传输方程．采用传递矩阵法建立液压管网压力一流量传递函数模型。应用MATLAB软件，得到液压管网在模拟柱塞泵流量脉动输入信号激励下的压力脉动曲线．并与液压振动测试实验台实测结果进行对比。结果表明：仿真模型具有一定的准确性，频谱分析与实测结

2、果一致，脉动幅值误差率为3．8％。关键词：压力脉动；流体网络理论；仿真研究；MATLAB中图分类号：TH137．7文献标识码：A文章编号：1008—0813(20l2)l1—0019—05ASimulationStudyonPressurePulsationofHydraulicPipeNetworkHEShang-hong，TANWen—cheng(CollegeofAutomobileandMechanismEngineering，ChangshaUniversityofScienceandTechnolog

3、y，Changsha410076，China)Abstract：Thepressurepulsationofhydraulicsystemaffectsthesystemperformance．Basedonfluidnetworktheory，thispaperanalysesthetransferequationofthebranchofpressurevalves，theserieslinewithterminalclosed．Byusingtransfermatrixmethodtoestablishpr

4、essure-flowtransfermodelofhydraulicsystemandgetthepressurepulsationcu~esaftertakingtheflow—pulsationofthepistonpumpastheinputsignalsunderthehelpofMATLAB，andthen，makeacontrastoftheresultsmeasuredbythehydraulicvibrationtestbench．Theresultsshowthat：thesimulation

5、modelhasaaccuracyandtheelrorrateis3．8％．Keywords：pressurepulsation；fluidnetworktheory；simulationstudy；MATLABO引言京航空航天大学等对液压管网压力脉动的不同方面进行了深入研究[21。随着液压系统向高速、高压、大功率方在液压系统中，由于受容积式液压泵周期性排油向发展，噪声、振动问题日益突出．分析液压管网压力机制的影响，液压管网输入端的流量Q并非恒定，这种脉动对提出行之有效的脉动抑制方法，控制液压管网脉动流量遇到系

6、统负载阻抗后形成压力脉动并沿管道系统的压力脉动，提高系统的可靠性和元件的寿命，都传播，由此引发的振动和噪声影响系统工作性能，缩短有重要意义p卅。元件使用寿命，同时造成工作环境恶化，影响人们的身心健康⋯。国外学者在20世纪60年代就开始重视液压l管网模型建模原理系统噪声的理论研究，如日本学者市川常雄、竹中利夫1．1流体管路或元件模型等人从液压管路系统脉动形成及传递机理人手，分析在流体网络中，管路和元件的动态特性传输方程各元件脉动产生的原因及衰减其压力脉动的措施，其可表示为[51：后至今，英、美、德等国学者开始对脉动

7、衰减器及系统节能方面开展研究工作。国内对液压脉动的研究也取[【pQ。0]J：一rl。-z二7‘．shF．f一。r．f‘]J[【pQii]Jc·得了一定的研究成果，如西安交通大学、浙江大学、北式中P0、Q。和Pi、Qj——分别表示出口和入1：3的压力及流量：基金项目：国家自然科学基金项目(50875028)：浙江大学流体动力与机——．表示管路特性阻抗；电系统国家重点实验室开放基金资助项目(GZKF一201021)：湖南省科技r——传递算子；计划项目(2009gk3l26)-表示管路长度。收稿日期：2012—02—1

8、2作者简介：贺尚红(1965一)，男，湖南宁乡人，教授，工学博士，主要从事机假定管路中流体为理想流动情况．在小扰动假设械设计及理论，机械电子工程专业领域方面的研究。下可将管路动态特性传输方程线性化．在正弦脉动条液压气动与密封／2012年第11期件下，可得r和：，同时利用双曲函数和三角在分支点，有CA函数的关系，管路的动态特性传输方程可化为：lQQ+QII+Q．(5)2=一