可调波形的液压吸能装置仿真及优化设计

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1、总第193期直升机技术GeneralSerialNo.1932017年第3期HELICOPTERTECHNIQUENo.32017文章编号:1673-1220(2017)03-030-04可调波形的液压吸能装置仿真及优化设计陈爱军，刘军乐(中国直升机设计研究所，江西景德镇333001)摘要根据液压吸能装置的工作原理和主要缓冲参数不同的脉冲值，应用流体力学及工程结构学理论建立液压吸能装置的数学模型，以相应的数值计算方法对数学模型进行仿真求解计算，通过不断迭代优化的计算方法以获取系统的动态响应，获得最优的波形精度。运用MATL

2、AB优化工具箱求解阻尼孔参数优化问题，再运用实测数据与理论计算值进行对比分析，对阻尼孔参数与活塞杆头参数进行优化修正，保证冲击波形精度控制在3%以内，而国内同类产品的精度为10%~15%。关键词液压吸能装置;MATLAB优化工具箱;仿真优化中图分类号:V245.1文献标识码:ASimulationandOptimumtoWaveformAdjustofEnergy-AbsorberCHENAijun，LIUJunle(ChinaHelicopterResearchandDevelopmentInstitute，Jingde

3、zhen333001，China)AbstractAccordingtothehydraulicenergyabsorbingdevicetheworkingprincipleandthemainbufferparametersfordifferentpulsevalue，appliedfluidmechanicsandengineeringstructuretheorytoestablishthemathematicalmodelofhydraulicenergyabsorbingdevice，withthecorres

4、pondingnu-mericalcalculationmethodofthemathematicalmodelandsimulation，inordertoconstantlyiterationmethodforcalculatingthedynamiccorrespondingacquisitionsystem，andgettheoptimumwaveformprecision.Thetestdataandtheoreticalcalculationresultswerecomparedandanalyzed，thed

5、amp-ingholeparametersandpistonrodheadparameterswereoptimizedtoensureaccuracyofcorrection，impulsecontrolin3%，andthedomesticproductsofsimilaraccuracyfor10%-15%.Keywordsenergy-absorber;MATLABoptimizationtoolbox;simulationandoptimum了防止设备之间的刚性撞击，液压缓冲器作为安全0引言保护装置得到广泛应用。

6、常规的多孔式液压缓冲器液压缓冲器是一种利用流体流动的粘性阻尼作用于汽车、冲压设备、起重机器、自动机床、气动系用，转化机械能为压力能和热能，用来延长冲击负荷统、自动化生产线等许多领域，主要依靠设计在液压的作用时间，吸收并转化冲击负荷的能量装置。为缸壁上的一系列特殊排列的节流小孔实现缓冲，其收稿日期:2016-10-24作者简介:陈爱军(1982-)，男，江苏如东人，硕士，工程师，主要研究方向:直升机振动与抗坠毁试验。2017年第3期陈爱军，刘军乐:可调波形的液压吸能装置仿真及优化设计·31·特点是结构紧凑，吸能量大，且无反弹

7、，在保证要求定时间步长为0.1ms。的最大减速度和缓冲行程条件下尺寸最小，吸收撞2.1影响因素分析[1]击能最高可达到100%，但其缓冲速度范围较小。由数学模型的建立过程可以看出影响冲击曲线目前对该类缓冲器节流孔的设计大多凭经验，以等的因素很多，如侧面开孔面积，活塞杆头面积，试验孔径、等间距排布，很难达到最佳的缓冲效果。件及配重的重量，投放高度，液体密度等等，下面对液压吸能装置是一个分离式的多孔式缓冲器，几个重要的参数分析如下。具有缓冲速度范围大的特点。目前广泛应用于航1)侧面开孔面积参数空、航天、军事、交通、电力及建筑等

8、方面，利用了液由缓冲器的结构原理可知，在所有结构参数中压阻尼吸能装置的三大主要功能:产生各种冲击波侧面开孔面积s对缓冲波形影响最大，它决定了缓形，提供对试验环境的模拟;设备及人员的安全保护冲波形曲线的形状。当侧面开孔面积分布不同时，[2]装置;提供粘滞阻尼，具有良好的减震消能作用。液压吸能装置能够产生的