多孔液压消音器的数学建模及衰减特性分析

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1、2015年8月机床与液压Aug．2015第43卷第15期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．43No．15DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．15．044多孔液压消音器的数学建模及衰减特性分析单长吉(昭通学院物理与电子信息工程学院，云南昭通657000)摘要：对多孔液压消音器进行了物理建模，并推导出其传递矩阵；利用MATLAB编程，得到多孔液压消音器的衰减特性曲线。通过对特性曲线分析，结果表明：多孔液压消音器能够有效地吸收流体脉动，为相关研究提供了参考。关键词：多孔液

2、压消音器；透过损失；流体脉动；衰减特性中图分类号：TH137．8文献标志码：A文章编号：1001-3881(2015)15-173-3MathematicalModelingandAttenuationCharacteristicsAnalysisofPorousHvdraulicMllfflerSHANChangii(InstituteofPhysicsandElectronicInformationEngineering，ZhaotongUniversity，ZhaotongYunnan657000，China

3、)Abstract：Physicalmodelingofporoushydraulicmufflerswasestablished，anditstransfermatrixwasderived．PoroushydraulicmufflerattenuationcharacteristiccurvewasobtainedbyMATLABprogramming．Throughtheanalysisofcharacteristiccurve，theresultshowsthattheporoushydraulicmuff

4、lercaneffectivelyabsorbfluidpulsation，anditprovidesareferenceforrelatedreseareh．Keywords：Poroushydrauliemuffler；Transmissionloss；Fluidpulsation；AttenuationcharacteristicO前言管路中的噪声是液压系统声音污染的主要来源。噪声的存在，严重影响系统的平衡性与使用寿命。因此，对于如何消除液压系统中的噪声，成为流体中的研究课题，并且取得了许多成果。液压消音器安

5、装在液压管路中间，动力源供给的液压油经图1多孔液压消音器结构图过液压消音器进入工作系统⋯。液压消音器对动力1．1容积室的数学建模源脉动的吸收程度决定液压系统的工作效率，目前如图2所示，入口压力和流量分别为P。、Q，出对液压消音器单孔串联的研究较为成熟，也得到了口的压力和流量分别为P。和Q：，距断面1—1为刈实验的验证。本文作者对多孔液压消音器进行数学的压力和流量为P和Q。建模，利用MATLAB软件得到其特性曲线，并进行分析讨论。=羹，，l—一l1多孔液压消音器的数学建模Q三囊Q，液压消音器是结构型元件，主要由质量室

6、和容积-一Xd2室构成，顺次连接，如图1所示。当质量室为多孔道输出的时候，即为多孔液压消音器，从受力及承受耐图2容积室分布参数法建模图压性方面考虑，多孔的布置为均匀分布。多孔液压消列写长度为dx的单元液体的微分方程为：音器的工作原理是利用质量室与容积室的合理搭配，(1)流体运动微分方程各个部分的几何尺寸合理分布，达到对某种噪声源频率脉动的有效吸收。首先分别对容积室和质量室进行=p+】数学建模推导。dpaPd=_xA—vpQpd收稿日期：2014-05-30基金项目：云南省教育厅科学研究基金项目(2013Y576)作

7、者筒介：单长吉(1979一)，男，硕士研究生，副教授，主要从事大学物理教学与科研工作。E—mail：shanchangji@126．corno·174·机床与液压第43卷P(崛一(1)】Q(2)流体连续性方程P3Q】Q+=詈其Iclz=一b12a12；C21=a21+b2,-：一望(2D12+a12012+a12(al2-bl2)(a11一blt)bt：a22+622al2将式(1)和式(2)进行拉氏变换并整理得——_22。㈤=一(3)1．3多孔液压消音器数学传递矩阵将液压消音器组成的各个质量室和容积室的传递一㈩矩

8、阵依次相乘，得出多孔液压消音器模型的传递矩阵如下：塑一[厂()]P()：o(5)C=BA(12)式中：[cosh(~xl)Z。．Xsinh(flxl)]P(s)：K。chF(s)+shF(s)x(6)AnIL厶×sinh(fn)咖h(fln~2，O．nJQ(s)=一{K,chF(s)+ch，(s)}(7)6⋯(13)式中：z。()：为特性阻抗。式中：；z0．