纯水液压系统管路瞬态压力脉动过程研究

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1、．Ｉ巧４訪折挪ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦ巨ＬＥＣＴＲＯＮＩＣｓｃＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ＂ｆＡ户三－＾案－＇．．－Ｉ？？．Ｉ、一＇．加ｉｈａ－－论文题百纯水液压系统管路瞬态压力脉动过程研究学科专业机械电子工程学号２０１２２１０８０２１１＾作者姓名赵天扬指导教师杨平教授￣￣￣独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加＾＾１标注和致谢的

2、地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：起天扬日期：山｜５年月２＜日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借飼。本人授权电子科技大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存。、汇编学位论文（保密的学位论文在解密后应遵守

3、此规定）作者签名：导师签名：日期：年６月立《日分类号密级注1UDC学位论文纯水液压系统管路瞬态压力脉动过程研究（题名和副题名）赵天扬（作者姓名）指导教师杨平教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别机械电子工程提交论文日期2015.04.07论文答辩日期2015.05.15学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONFLUIDTRANSIENTSINWATERHYDRAULICPIPELINEAMasterThesisSubmittedtoUniversityofE

4、lectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MechatronicsEngineeringAuthor:ZhaoTianyangAdvisor:YangPingSchool:SchoolofMechatronicsEngineering摘要摘要纯水液压技术作为一种安全无污染和绿色环保的新兴技术，随着人们对人与自然和谐相处的意识提高而越来越受到工程技术人员的重视。在流体传动领域，当管道内稳态流动的液体由于阀门突然关闭或者泵的突然停转，会导致管道内液体压力突然升高，进而产生管路瞬态压力脉动过程，在水力传输领域常称之为水击过程。瞬态压力脉动过程以及由此产生

5、的气穴现象会对沿途压力管线和阀门造成损害。由于纯水与普通液压油物理性质的巨大差异，使得发生在纯水液压管路中的瞬态压力脉动过程不同于常见液压管路中的瞬态压力脉动过程。本课题计划对纯水液压管路中瞬态压力脉动现象进行仿真与试验研究，主要研究内容为：1.根据流体力学中的连续性方程和运动方程构建出纯水液压水平直管路瞬态压力脉动过程的数学模型。2.基于MATLAB/Simulink软件和有限差分法，对所建立的数学模型进行仿真分析，得到不同管路位置条件下以及不同初始流速下瞬态压力脉动的仿真结果，并利用遗传算法对管路动态摩擦项参数进行辨识，使仿真曲线与试验曲线更好吻合。3.设计并搭建试验平台，通过JMAG

6、有限元软件对所设计的快速关断阀进行了可行性的理论论证，并确定了试验方案与试验步骤。4.对不同初始条件下的纯水液压瞬态压力脉动情况进行试验验证，得到压力脉动波形与高速摄像机拍摄得到的气穴产生与破灭图像并进行相关分析解释。建立存在气穴条件下的瞬态压力脉动仿真模型并将仿真结果与试验结果对比分析。本文的创新点如下：利用遗传算法对动态摩擦项因数进行参数辨识，通过对比仿真曲线和试验曲线来确定适应度函数，取得了较为良好的效果；设计了电磁铁式快速关断阀为试验的开展提供了便利，并通过利用JMAG有限元电磁仿真软件对其性能进行仿真，仿真结果和实际测试结果都验证了设计的可行性。关键词：瞬态压力脉动过程，纯水液压

7、，气穴，MATLAB/Simulink，JMAGIABSTRACTABSTRACTWaterhydraulicsisgatheringpeoples’moreandmoreattentionasthefollowingbenefits:safe,fireproofandenvironmentalharmless.Inthefieldoffluidtransmission,thesuddenclosureofavalveo