液压孔口高低温流体力学实验台的研制

论文摘要

随着现代液压装备越来越多地要求在极端环境下服役,迫切需要研究在高、低温条件下的液压流体力学基础理论。由于现有流体力学的理论研究都是在常温下进行并验证的,针对在高、低温条件下的流体力学研究很少,相关实验装置更没有。本文针对常见液压孔口和缝隙,在高、低温条件下的实验方法和实验装置研制展开研究,其主要研究工作如下:（1）根据液压孔口和缝隙在高低温条件下进行实验的难点和要求,提出了一种全新的实验方法和装置。即通过不同结构尺寸的“被试阀”来模拟液压孔口和缝隙的流体流动,并将“被试阀”、油液、供油机构以及部分传感器等集成在一个“一体化实验模块”中,再将“一体化实验模块”安装在高低温箱内进行实验,可以有效解决“被试阀”及油液温度控制的问题;同时“被试阀”采用机械式供油方式,在高低温条件下可以简单、可靠的实现供油,且供油量可以被控制。（2）对实验台的机械系统进行了设计:包括“一体化实验模块”、机械台架、驱动装置的结构设计,以及高低温箱和电机选型;分别设计了模拟“液压孔口流动”、“平行圆盘间隙流动”、“同心环形缝隙流动”和“偏心环形缝隙流动”的“被试阀”,同时设计了各个“被试阀”的主要尺寸规格。（3）对实验台的电气和测控系统进行了设计:包括硬件选型、电路设计与布置、电机变频调速控制方法以及数据采集设计。数据采集卡采集的模拟量信号包括位移、载荷、温度和压力,均采用差分输入的连接方式,可有效减少共模干扰;为了消除实验环境中强电设备的干扰,对传感器的信号线采用双层绝缘屏蔽措施,并对信号进行软件滤波和硬件滤波处理;采用LabVIEW进行测控软件开发,通过测控软件可以实现实验过程的自动控制与数据采集,并可将实验数据进行图形显示、分析处理以及保存输出操作。（4）进行了硬件加工、集成和调试:基于机电系统设计,进行了实验台零部件的加工与集成,对实验台进行了调试,校准各个传感器。并在-30℃、-20℃、30℃、70℃的条件下进行了一次薄壁小孔的实验测试,得到了其流量-压力特性曲线及相关实验数据。论文提出的原创实验方法以及开发的实验台,对后续研究常见液压孔口和缝隙在高低温条件下的流体力学特性研究具有重要意义。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 徐佳兵

导师: 王文林,毛伟杰

关键词: 液压孔口,流体力学实验,高低温,一体化实验模块,数据采集,测控系统,编程

来源: 湖南大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 力学

单位: 湖南大学

分类号: O35

DOI: 10.27135/d.cnki.ghudu.2019.000843

总页数: 105

文件大小: 7021K

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