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双晶压电液压回转驱动器集成设计与阻抗建模
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作者 张明路 高强 +2 位作者 王经天 李满宏 刘宗厚 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第9期80-83,共4页
面向防爆巡检场景下高性能足式机器人关节的小体积、高出力需求,设计一种集成压电泵、换向回路与回转缸的一体化压电液压混合驱动器。压电泵振子采用2块叠堆陶瓷级联布置以放大行程,换向回路集成2个微型二位三通阀配合换向以减小体积,... 面向防爆巡检场景下高性能足式机器人关节的小体积、高出力需求,设计一种集成压电泵、换向回路与回转缸的一体化压电液压混合驱动器。压电泵振子采用2块叠堆陶瓷级联布置以放大行程,换向回路集成2个微型二位三通阀配合换向以减小体积,回转缸通过液体推动叶片以输出转矩。考虑液压回路的系统阻抗,建立陶瓷振动—泵腔压缩—驱动器输出的三级数学模型,以准确描述驱动器输出性能。样机测试实验结果表明:驱动器在150 V电压下,频率300 Hz时达到最大转速1.614 rad/s,输出转矩则在100 Hz时达到最大为4.06 N·m。 展开更多
关键词 压电驱动器 压电叠堆 集成设计 阻抗分析 系统建模
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选煤厂重介悬浮液用电动球阀的冲蚀性能研究
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作者 张旭可 马猛猛 +3 位作者 王建斌 王凯雄 王章国 李海生 《流体机械》 北大核心 2025年第8期36-43,111,共9页
针对选煤厂重介悬浮液输送系统用电动球阀的冲蚀磨损问题,采用数值模拟与试验研究相结合的方法,研究了冲蚀过程形成机理,分析了不同入口流速、颗粒粒径和阀门开度等条件下电动球阀冲蚀速率、冲蚀面积及损伤分布规律。结果表明:与颗粒粒... 针对选煤厂重介悬浮液输送系统用电动球阀的冲蚀磨损问题,采用数值模拟与试验研究相结合的方法,研究了冲蚀过程形成机理,分析了不同入口流速、颗粒粒径和阀门开度等条件下电动球阀冲蚀速率、冲蚀面积及损伤分布规律。结果表明:与颗粒粒径和阀门开度相比,入口流速对电动球阀冲蚀磨损的影响更加显著,是影响冲蚀速率的主导因素,当入口流速从0.8 m/s提升到1.5 m/s时,最大冲蚀速率从1.76×10^(-4) kg(/m^(2)·s)增加到1.958×10^(-3) kg(/m^(2)·s),同时球体表面的冲蚀面积明显扩大,冲蚀坑的形成主要源于颗粒高速冲击引发的微裂纹扩展和材料剥落过程,其中,大尺寸颗粒冲击可形成直径20~50μm的冲蚀坑。通过控制入口流速不超过1.0 m/s、限制重介质颗粒粒径在45μm以下、并将阀门开度调节至60%~80%的优化区间,可显著降低球体冲蚀损伤程度,从而有效延长电动球阀的使用寿命。本研究不仅为重介悬浮液输送系统的稳定运行提供了优化方案,同时为实现流量的精准调控奠定了理论基础。 展开更多
关键词 电动球阀 冲蚀性能 选煤厂 重介悬浮液
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谐振型大流量阀式压电气泵的设计与实验
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作者 朱笑 许峥嵘 +1 位作者 李锦棒 崔玉国 《压电与声光》 北大核心 2025年第2期333-342,共10页
针对阀式压电气泵工作频率低、流量小的问题,设计了一款由压电振子直驱的谐振型气泵。首先设计了压电谐振气泵的构型,并对其结构进行仿真分析,得到结构参数对气泵输出特性的影响。初步制作了压电谐振气泵的样机,并搭建实验测试装置,研... 针对阀式压电气泵工作频率低、流量小的问题,设计了一款由压电振子直驱的谐振型气泵。首先设计了压电谐振气泵的构型,并对其结构进行仿真分析,得到结构参数对气泵输出特性的影响。初步制作了压电谐振气泵的样机,并搭建实验测试装置,研究不同结构参数下压电振子的振动特性,以及气泵流量、压力的变化规律。基于仿真与实验的结果,确定了四臂阀片与压电振子谐振频率的匹配关系,当阀片的基频与振子一阶谐振频率接近且略高225 Hz时,两者的匹配性最好。优化后,当驱动电压峰峰值为120 V、驱动频率为1600 Hz时,所研制谐振型阀式压电气泵的输出流量为1241.28 mL/min,输出压力为7.56 kPa。 展开更多
关键词 压电振子 谐振 高频 大流量 压电气泵 被动阀
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基于Bi-GRU的隔膜泵单向阀剩余寿命预测
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作者 李加洁 彭宇明 任洪兵 《云南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期669-676,共8页
针对现有方法处理长时序信号困难从而导致的隔膜泵单向阀寿命预测效果差的问题,提出了一种基于Bi-GRU(gated recurrent unit,GRU)的寿命预测方法.首先,从实际工程环境中由传感器采集的单向阀全生命周期振动数据中,精准识别并提取能够反... 针对现有方法处理长时序信号困难从而导致的隔膜泵单向阀寿命预测效果差的问题,提出了一种基于Bi-GRU(gated recurrent unit,GRU)的寿命预测方法.首先,从实际工程环境中由传感器采集的单向阀全生命周期振动数据中,精准识别并提取能够反映设备健康状态的关键退化特征,进而构建设备健康退化的动态曲线;然后,运用寿命预测模型学习历史振动数据与其处的退化程度的映射关系;最后,将实测振动数据的退化特征输入寿命使用预测模型以预测单向阀剩余可用寿命.该方法通过门循环单元结构避免了循环神经网络会出现的数据依赖问题,还通过顺时序和逆时序双向学习时序数据前一时刻和后一时刻的退化规律,提升模型学习能力.所提方法在工程实测单向阀寿命信号上进行了验证,实验结果表明了所提方法的有效性. 展开更多
关键词 双向门控循环单元 隔膜泵单向阀 寿命预测
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压电驱动微泵泵膜振动有限元分析 被引量:9
5
作者 王立文 高殿荣 +3 位作者 杨林杰 李岩 王广义 范卓立 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期230-235,共6页
以压电驱动微泵泵膜为研究对象,分析了压电复合泵膜膜片的弹性曲面微分方程,建立了泵膜膜片有限元数值模拟的模型,对泵模膜态进行了计算和分析,模拟并分析了驱动电压、泵膜压电层半径与泵膜单晶硅层半径之比、单晶硅层厚度、压电层厚度... 以压电驱动微泵泵膜为研究对象,分析了压电复合泵膜膜片的弹性曲面微分方程,建立了泵膜膜片有限元数值模拟的模型,对泵模膜态进行了计算和分析,模拟并分析了驱动电压、泵膜压电层半径与泵膜单晶硅层半径之比、单晶硅层厚度、压电层厚度对泵膜位移的影响。所作研究为压电驱动微泵的优化设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 压电驱动 微泵 泵膜 振动 有限元法
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液压隔膜泵隔膜控制系统分析及对比试验 被引量:7
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作者 张生昌 寿涛 +2 位作者 牟介刚 郑水华 邓鸿英 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期197-199,共3页
针对液压隔膜泵圆形非金属隔膜的工作状况,应用绝对柔性膜理论,导出了隔膜变形及应力计算式;阐明了隔膜控制系统与隔膜变形、应力变化的内在关系,深入分析了2种隔膜控制系统的结构特征、工作原理及特性;通过对比试验,进一步验证了滑阀... 针对液压隔膜泵圆形非金属隔膜的工作状况,应用绝对柔性膜理论,导出了隔膜变形及应力计算式;阐明了隔膜控制系统与隔膜变形、应力变化的内在关系,深入分析了2种隔膜控制系统的结构特征、工作原理及特性;通过对比试验,进一步验证了滑阀式隔膜控制系统的先进性与实用性。 展开更多
关键词 隔膜泵 液力端 挠度 位置控制
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基于虚拟样机的隔膜泵动态特性分析 被引量:7
7
作者 刘杰 李朝峰 +1 位作者 闻邦椿 王磊 《机械传动》 CSCD 北大核心 2007年第2期1-4,共4页
通过Pro-E和ADAMS相结合,建立隔膜泵的虚拟样机模型,对隔膜泵进行运动学和动力学仿真,快速准确地得到了隔膜泵的各种参数,为隔膜泵的计算提供了有效的方法,并为部件的有限元动态分析打下了基础,为进一步开发和参数优化提供理论依据。
关键词 虚拟样机 隔膜泵 运动学和动力学 曲轴 仿真
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往复式活塞隔膜泵曲轴的动态特性分析 被引量:16
8
作者 王磊 刘杰 刘树英 《机械设计与制造》 北大核心 2010年第5期238-240,共3页
介绍了往复式活塞隔膜泵的结构及工作原理,建立了隔膜泵曲轴有限元模型,利用AN-SYS有限元软件对隔膜泵曲轴进行了应力计算与模态分析,得出最大应力、可能产生断裂的位置及前10阶固有频率。由分析结果知曲轴结构强度安全可靠,工作频率远... 介绍了往复式活塞隔膜泵的结构及工作原理,建立了隔膜泵曲轴有限元模型,利用AN-SYS有限元软件对隔膜泵曲轴进行了应力计算与模态分析,得出最大应力、可能产生断裂的位置及前10阶固有频率。由分析结果知曲轴结构强度安全可靠,工作频率远远低于曲轴的各阶固有频率,所以隔膜泵曲轴因振动引起破坏的可能性很小。研究分析结果为该类产品进一步优化设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 隔膜泵 曲轴 有限元模型 应力计算 模态分析
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基于模糊PI控制的三相异步电机Simulink建模与仿真 被引量:13
9
作者 朱智勇 余世明 施金培 《机电工程》 CAS 2012年第1期53-57,共5页
为了设计一个高性能的三相异步电机矢量变频调速控制系统,且考虑到要用于三相异步电机驱动的隔膜计量泵控制系统,采用了模糊PI调节器。利用Matlab/Simulink仿真软件对该控制系统进行了建模,在模糊PI调节器中设定合理的控制规则并选取合... 为了设计一个高性能的三相异步电机矢量变频调速控制系统,且考虑到要用于三相异步电机驱动的隔膜计量泵控制系统,采用了模糊PI调节器。利用Matlab/Simulink仿真软件对该控制系统进行了建模,在模糊PI调节器中设定合理的控制规则并选取合适的P值与I值。运行后所得的仿真结果显示,输出的转速、电流等波形曲线符合理论要求,整个加速过程时间短,且无超调现象。研究结果表明,采用模糊PI控制的三相异步电机矢量控制系统具有良好的启动、加速和调速性能。 展开更多
关键词 三相异步电机 隔膜计量泵 PID 模糊PI控制
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高浓度固液两相球阀开启压差特性分析 被引量:9
10
作者 马艺 马中强 +1 位作者 张生昌 邓鸿英 《流体机械》 CSCD 北大核心 2014年第12期22-28,共7页
利用雷诺应力模型和欧拉—欧拉方法对固液隔膜泵出口球阀的开启压差及压力分布特性进行了理论推导与仿真分析,以纯液相压力特征为基础,进一步研究了多参数下高浓度固液两相流进出口压差的变化规律并相应地建立了压差理论及回归数学模型... 利用雷诺应力模型和欧拉—欧拉方法对固液隔膜泵出口球阀的开启压差及压力分布特性进行了理论推导与仿真分析,以纯液相压力特征为基础,进一步研究了多参数下高浓度固液两相流进出口压差的变化规律并相应地建立了压差理论及回归数学模型。研究结果表明,球阀出口压力为1.0 MPa,阀球材质为氟橡胶包覆硬铝质芯时,理论分析所得球阀开启所需压差为3.99×105Pa,而球阀开启后,模拟得到进出口压差及轴向液动力迅速衰减,低压力区出现于阀座上下顶角间的10 mm环形阀隙中心区域,其轴向位置随阀口开度增大呈线性下降。当流动介质为高浓度液固两相流时,阀隙内部射流加速段上移至阀座上顶角z=30 mm处,球阀进出口压差达到了单相流压差的8倍以上,并且得到了各物性和操作参数(阀口开度、固相浓度、混合粘度、入口流量等)对压差影响的显著性程度排序。 展开更多
关键词 计算流体力学(CFD) 球阀 压差 两相流
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水煤浆输送用隔膜泵产品研究 被引量:5
11
作者 张生昌 李强 +2 位作者 叶晓琰 赵胜 许诚 《流体机械》 CSCD 2003年第4期6-8,共3页
结合国家重大科技攻关低压煤浆泵课题产品鉴定成果及对产品的开发研究、工业运行考核结果 ,阐述隔膜泵关键核心技术 ;
关键词 水煤浆 隔膜泵 隔膜挠曲 磨损
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新型锤片式粉碎机出料管气固两相流模拟 被引量:17
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作者 王志强 武佩 曹丽英 《内蒙古农业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2009年第2期184-187,共4页
本文用计算流体力学软件Fluent对新型锤片式粉碎机出料管气固两相流进行了模拟,并对产生堵料的原因进行了分析,为其的改进设计提供了理论依据。
关键词 锤片式粉碎机 出料管 气固两相流 数值模拟
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SCR系统高精度隔膜计量泵设计与试验 被引量:4
13
作者 杨凯 廖义德 +2 位作者 陈绪兵 贾原杰 卢尧君 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期390-394,共5页
针对往复泵因配流单向阀运动不稳定和关闭不及时导致的计量精度不高等问题,设计了一种采用泵控式计量的轻型商用车用高精度隔膜计量泵。阐述了隔膜计量泵的结构及其工作原理,并借助AMESim仿真平台对隔膜计量泵进行了动态模拟,分析了进... 针对往复泵因配流单向阀运动不稳定和关闭不及时导致的计量精度不高等问题,设计了一种采用泵控式计量的轻型商用车用高精度隔膜计量泵。阐述了隔膜计量泵的结构及其工作原理,并借助AMESim仿真平台对隔膜计量泵进行了动态模拟,分析了进口单向阀阀芯的响应特性。对进口单向阀的结构进行了优化,在满足阀口最小开度的前提下,通过机械限位限制阀芯的最大开启量x_(max),降低了阀芯关闭时间和尿素液回流对输出流量的影响。最后,搭建了隔膜计量泵性能试验系统。在额定喷射压力2 MPa时,测得隔膜计量泵单次排量为0.09 mL;经结构优化后的隔膜计量泵计量精度由±5%提高至±3%;在150~420 r/min时,喷射尿素液流量可在13.5~40 mL/min范围内调节,且最大流量为2.26 L/h,能够满足轻型商用车SCR系统在不同工况下的尿素液需求。 展开更多
关键词 隔膜计量泵 SCR系统 配流单向阀 计量精度 AMESIM仿真
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PZT压电薄膜无阀微泵 被引量:6
14
作者 高晓光 杜立群 吕岩 《功能材料与器件学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期793-798,共6页
介绍了一种基于PZT压电薄膜的无阀压电微泵。该微泵利用自制的压电圆型薄膜片作为驱动部件、聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为泵膜。本文在对微泵制备工艺研究的基础上,对其性能进行了数值和实验研究。建立了基于扩张管/收缩管理论的无阀微泵... 介绍了一种基于PZT压电薄膜的无阀压电微泵。该微泵利用自制的压电圆型薄膜片作为驱动部件、聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为泵膜。本文在对微泵制备工艺研究的基础上,对其性能进行了数值和实验研究。建立了基于扩张管/收缩管理论的无阀微泵的有限元模型。利用MFX-AN-SYS/CFX技术实现了对微泵的双向流固耦合分析。对微泵的锥形角、最小宽度、扩散管长度、泵腔高度进行数值计算,得到了优化参数。数值计算的结果与实际测量的数据进行了比较,验证了仿真的正确性。 展开更多
关键词 微泵 PZT压电薄膜 MFX-ANSYS/CFX 流固耦合
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双足行人-桁架结构相互作用研究
15
作者 高延安 曾园园 +4 位作者 RAJU Mahedi Hasan 杨庆山 王立彬 彭宁波 董云 《振动与冲击》 北大核心 2025年第19期166-175,共10页
针对桁架桥在行人激励下的动力响应问题,提出了一种创新性的双足行人-桁架结构动力耦合模型。该模型突破传统分析中仅将行人作用简化为纯荷载作用的局限,并基于拉格朗日方程构建了双足人-桥系统全耦合动力学框架,实现了对行人步态周期... 针对桁架桥在行人激励下的动力响应问题,提出了一种创新性的双足行人-桁架结构动力耦合模型。该模型突破传统分析中仅将行人作用简化为纯荷载作用的局限,并基于拉格朗日方程构建了双足人-桥系统全耦合动力学框架,实现了对行人步态周期与结构振动响应的实时交互模拟。理论推导表明,模型通过生物力学特征参数化建模,能够精准捕捉人体行走时重心轨迹的谐波特性及对结构的作用。数值分析结果表明,当行人以不同步频通过桁架结构时,体系呈现显著的非线性动力响应,结构频率随行人速度增加呈现先增后减的抛物线型变化规律,在特定步频区间内诱发结构次谐波共振现象。该研究成果不仅揭示了行人-桁架结构耦合系统的双频调制机制,其提出的参数化建模方法更可推广至运动人群荷载场景,可进一步分析群体行走模式对桁架结构动力特性的累积效应,为大型公共建筑、人行天桥等工程结构的振动服务性设计提供了理论支撑。 展开更多
关键词 双足行人 桁架结构 相互作用 振动特性
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吸入压力对往复式油气混输泵外特性的影响 被引量:3
16
作者 张生昌 张志鸿 +2 位作者 马艺 邓鸿英 马中强 《浙江工业大学学报》 CAS 北大核心 2015年第1期34-38,F0004,共6页
利用Fluent对往复式油气混输泵工作过程进行了三维动态模拟.分析了含气率(标准大气压下)为50%时吸入压力Ps对混输泵的流量特性、指示功率和指示效率的影响.结果表明,吸入阀开启后吸入瞬时流量几乎恒定,且随吸入压力的增加而增加;排出瞬... 利用Fluent对往复式油气混输泵工作过程进行了三维动态模拟.分析了含气率(标准大气压下)为50%时吸入压力Ps对混输泵的流量特性、指示功率和指示效率的影响.结果表明,吸入阀开启后吸入瞬时流量几乎恒定,且随吸入压力的增加而增加;排出瞬时体积流量在排出阀开启时从零突变到大于活塞体积变化率,随后降低到与活塞体积变化率近似相等.吸入压力从0.2 MPa增加到0.6 MPa时泵的排出平均流量从7m3/h增加到11.5m3/h,指示功率从7.6kW增加到11.6kW,指示效率从74.7%降低到68.3%.适当增加吸入压力能提高泵的流量,但泵的效率会有所降低. 展开更多
关键词 往复式油气混输泵 流量特性 指示功率 指示效率
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液压驱动隔膜泵的特性及隔膜挠曲控制系统 被引量:4
17
作者 叶晓琰 张生昌 +1 位作者 许建强 蒋青 《流体机械》 CSCD 北大核心 2006年第7期32-33,54,共3页
介绍了高可靠性的容积式无泄漏往复泵的特性及适用范围,阐明了液压隔膜泵的关键核心技术,分析了各类液压控制系统、隔膜泵结构、驱动介质的补偿方式,并概述了今后的发展趋向。
关键词 隔膜 液压系统控制 补偿
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火箭发动机工作过程仿真实验教学改革与实践 被引量:5
18
作者 马岑睿 严聪 张成涛 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2011年第9期148-151,共4页
针对火箭发动机原理课程实验教学探讨了仿真实验实践教学模式,研制了火箭发动机工作过程仿真实验系统,经过几届学员的试用取得了良好的教学效果。
关键词 火箭发动机 仿真试验 教学改革
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GMB200-2.5往复式隔膜泵的PLC控制系统 被引量:4
19
作者 张洪生 解海 师秦晓 《排灌机械》 2007年第4期54-56,共3页
针对隔膜泵采用继电器控制时,控制精度低,工作可靠性差等问题。采用PLC对往复式隔膜泵进行控制,PLC根据干簧管传递来的检测信号,控制电磁阀的开闭来改变活塞的前后位置移动。推进液系统采用PLC控制两位三通电磁气阀使两位两通气液阀动... 针对隔膜泵采用继电器控制时,控制精度低,工作可靠性差等问题。采用PLC对往复式隔膜泵进行控制,PLC根据干簧管传递来的检测信号,控制电磁阀的开闭来改变活塞的前后位置移动。推进液系统采用PLC控制两位三通电磁气阀使两位两通气液阀动作从而控制隔膜室中的油量及隔膜的位置。以欧姆龙CPM2A为例实现了GMB200-2.5往复式隔膜泵的PLC控制。实践表明:PLC控制提高了控制精度和可靠性,减少了故障发生率,性能良好,运行可靠,操作方便,自动化程度较高,降低了维修成本,提高了易损件的使用寿命。 展开更多
关键词 隔膜泵 PLC控制 电磁阀 干簧管 继电器
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液压式微量隔膜计量泵液力端设计研究 被引量:3
20
作者 潘政广 华锁宝 +4 位作者 陈强 温超 刘海山 张如平 王健华 《流体机械》 CSCD 北大核心 2009年第5期13-16,共4页
液压式微量隔膜计量泵液压系统结构与普通隔膜计量泵完全不同,本文介绍了液压式微量隔膜计量泵液压系统的结构特点以及内循环液压回路的设计、主要件工艺要求、试验以及现场应用情况等。
关键词 隔膜 计量泵 设计
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