针对液压高频颤振发生器的设计与仿真

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1、2011年7月机床与液压Ju1．2011第39卷第13期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．39No．13DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．13．021液压高频颤振发生器的设计与仿真林雪，邢彤，俞浙青，阮健(浙江工业大学机械工程学院，浙江杭州310014)摘要：设计一种新型的液压高频颤振发生器，该发生器由一个2D两位三通高频激振阀和一个特殊的颤振缸构成。其振动是通过颤振缸的弹性端盖与进入封闭容腔的受控交流液压油进行流固耦合，在耦合边界上形成的。使用有限元分析软件对弹性端盖进行静力分析，初

2、步求得振动的幅值以及所受的应力，并对由弹性端盖、负载固定板组成的装配体进行湿模态分析和干模态分析，分别求得模型的固有频率、振型，并将两种分析结果进行比较。关键词：液压颤振发生器；流固耦合振动；Ansys软件中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011)13—069—3DesignandSimulationontheHighFrequencyHydraulicFlutterGeneratorLINXue，XINGTong。YUZheqing，RUANJian(SchoolofMechanicalEnginee

3、ring，ZhejiangUniversityofTechnology，HangzhouZhejiang310014，China)Abstract：AnewkindofhighfrequencyhydraulicfluttergeneratorWaSdesigned，whichwasconstitutedbya2Dtwoposition，three—wayhighfrequencyexcitationvalveandaspecialcylinder．Whentheelasticendcoverofthespecialcylinderin

4、teractedwithal-ternatingcurrenthydraulicoilthatenteredintotheclosedchamber，vibrationwashappened．AnsyswasusedtocarryonstaticanalysistotheelasticendcoverandtheamplitudeWaSobtainedaswellasthestress．Wetanddrymodalanalyseswerecarriedonandtheirnat-uralfrequenciesandmodesofvibr

5、ationwereobtainedandcompared．Keywords：Hydraulicfluttergenerator；Fluid—solidcoupledvibration；Ansyssoftware振动切削是一种新型的非传统加工的特种切削加工方法。与普通切削相比，振动切削具有切削力小、切削热降低、工件表面质量提高、切屑处理容易、刀具耐用度提高等优点，解决了难加工材料和普通材料的难加工工序的加工问题，被认为是机械加工的一个重要发展方向。振动切削装置是指利用外加的能源产生强迫振动的装置。振动切削在生产中的应用还很少，其中原因之一

6、是振动切削装置还不完善，往往由于在加工过程中的振动频率、振幅以及输出力、疲劳等难于控制，限制了其在生产中的广泛使用。作者所设计的颤振发生器实际上就是一种特殊的振动切削装置，能在达到很高频率的同时又能产生很大的输出力。1液压颤振器的工作原理如图1所示，所用的阀具有径向的旋转运动和轴向的直线运动，也称2D阀。阀芯台肩周向均匀开设8个沟槽，每个沟槽所对应的圆心角为11．25。(相邻沟槽的圆心角为45。)，阀套周向也均匀开设8个窗口，沟槽宽度与阀套窗口宽度大小相同，且相邻台肩(b)回油上的沟槽相互错位(错位角度为22．5。)，因而使得图1液压高

7、频颤振发生器工作原理图收稿日期：2010—06—23基金项目：浙江省机械电子工程重中之重学科开放基金、特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室开放基金资助项目(2009EP010)；中国博士后科学基金第46批项目(20090460106)作者简介：林雪(1985一)，女，硕士研究生，主要从事电液控制系统的研究。电话：15088624779，E—mail：linxue_511@163．corn。·70·机床与液压第39卷进出颤振缸的流量大小及方向发生周期性的变化。如工作体积影响了颤振机构的液压固有频率，而工作图1(a)所示，P-A导通，

8、液压油进入颤振缸；如图l体积可通过调节活动端盖的位置决定。调节螺杆就(b)所示，A—T导通，液压油流出颤振缸。当液压油可以改变活动端盖的位置从而确定颤振缸的工作体积，进入颤振缸时，和颤振缸弹性端盖发生流固耦