先导式压力控制阀自激振动及其噪声研究

论文摘要

液压系统中,液压元件振动是破坏液压系统正常工作的根源,而自激振动是先导式压力阀振动的三大主要振动之一。先导式压力阀的自激振动及其噪声主要来源于先导阀,因此开展压力阀自激振动研究具有十分重要的意义。本文通过分析先导式压力阀的结构特点,建立了先导式压力阀都具有的锥形阀芯先导阀模型。分析了影响先导阀稳定的因素,并利用Bode稳定性判据对先导阀进行稳定性判断,结果表明:本文中所研究范例先导阀开环稳定,闭环不稳定;基于流体对阀芯的影响,对阀芯受到流体流动诱发振动进行理论分析,并对不同阀腔结构参数下流场进行仿真分析,先导阀前腔阻尼孔偏心和先导阀出口接近阀口都不利于先导阀稳定;通过对先导式溢流阀进行仿真分析,得到了先导阀芯振动的频域特性,先导阀芯振动频率在100Hz至1500Hz之间,500Hz左右振幅出现最大峰值,在700Hz至800Hz之间振幅出现次大峰值,其次在100Hz至300Hz和500Hz至700Hz频率段振动幅值波动剧烈。对溢流阀阀体模型进行了模态分析和基于先导阀阀芯自激振动激励下的谐响应分析,阀体约束越多连接刚度越高越有利于压力阀的稳定,仅约束进出油口时阀体在600Hz左右出现谐振峰值,且该工况下第一阶固有频率为638Hz,约束阀体三个进出油口时阀体第一阶固有频率较高,且在01200Hz频率段激励下振动平稳。通过对Y-10B型先导式溢流阀自激振动和辐射噪声进行试验,得到了溢流阀在不同压力下的振动和噪声辐射特性,随着压力的增大振动加剧,阀体振动的峰值频率也增多,并且噪声辐射强度随之增大。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 先导式压力阀自激振动的国内外研究现状
• 1.3 本论文的主要研究内容
• 第二章 先导式压力控制阀结构及其振动噪声
• 2.1 先导式压力控制阀的基本结构及其工作原理
• 2.1.1 先导式溢流阀的基本结构及其工作原理
• 2.1.2 先导式减压阀的基本结构及其工作原理
• 2.1.3 先导式顺序阀的基本结构及其工作原理
• 2.1.4 先导式压力控制阀的结构特点及其共性物理模型
• 2.2 先导式压力控制阀的振动及其噪声
• 2.2.1 声辐射描述
• 2.2.2 压力阀振动噪声分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 先导式压力控制阀自激振动机理
• 3.1 先导式压力控制阀稳定性分析
• 3.1.1 影响先导式压力阀的稳定性因素分析
• 3.1.2 先导阀稳定性分析
• 3.2 先导式压力阀的自激振动机理分析
• 3.2.1 流体诱发振动理论分析
• 3.2.2 阀腔内流场仿真分析
• 3.3 基于AMESIM 的先导式溢流阀阀芯振动分析
• 3.3.1 AMESIM 软件介绍及系统模型的建立
• 3.3.2 溢流阀阀芯振动仿真分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于自激振动的阀体振动特性研究
• 4.1 阀体振动分析理论基础
• 4.2 阀体结构的振动特性分析
• 4.2.1 ANSYS 软件介绍
• 4.2.2 阀体模型的建立
• 4.2.3 阀体模态分析
• 4.2.4 自激振动激励下阀体的谐响应分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 压力控制阀自激振动噪声试验
• 5.1 测试方案及测试仪器
• 5.1.1 测试方案
• 5.1.2 测试仪器
• 5.2 测试结果分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A： 攻读硕士学位期间的研究成果