新一代载人飞船航天员着陆缓冲系统吸能特性分析

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作者 李博 谭沧海 +7 位作者 吴琼 余抗 罗敏 许梦川 惠旭龙 刘小川 杨先锋 杨嘉陵 《航空学报》 北大核心 2025年第23期238-250,共13页

载人飞船返回舱安全着陆技术是载人航天的关键技术之一。传统缓冲座椅系统能有效缓冲航天员胸背向的冲击载荷,但对水平方向冲击的缓冲能力较弱。为保障新一代载人飞船返回舱在故障着陆工况下航天员的生命安全,提出了一种新型并联式缓冲... 载人飞船返回舱安全着陆技术是载人航天的关键技术之一。传统缓冲座椅系统能有效缓冲航天员胸背向的冲击载荷,但对水平方向冲击的缓冲能力较弱。为保障新一代载人飞船返回舱在故障着陆工况下航天员的生命安全,提出了一种新型并联式缓冲承载一体化系统,通过设计新型轻质变截面空心点阵作为能量吸收材料,使缓冲承载一体化系统具有多向缓冲和承载能力,省去了活塞及运动副等支撑机构,大大提升了系统重量利用效率。首先对点阵胞元及缓冲单元进行优化设计,通过准静态压缩试验及落锤冲击试验对其缓冲性能进行分析。其次,通过仿真分析方法讨论了不同斜冲击角度下空心点阵单元的变形模式,最后基于LS-DYNA有限元分析软件建立了飞船返回舱故障着陆工况下的有限元模型,分析了不同水平及竖直方向冲击的故障着陆工况下航天员过载曲线,初步验证了新一代载人飞船返回舱着陆缓冲设计方案的可行性。 展开更多

关键词 返回舱 故障着陆 座椅缓冲系统 点阵结构 变截面

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奥炉喷枪缓冲座结构优化设计与性能研究

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作者 鲍和辉 王梓越 《矿冶》 2025年第S1期82-85,共4页

奥斯麦特顶吹浸没喷枪工艺是现代有色金属与贵金属冶炼的核心技术,其喷枪系统在高温熔池中承受强烈的机械应力与反作用力。传统喷枪缓冲座采用纯橡胶结构与贯穿式长螺栓连接,存在缓冲效能不足、螺栓易损及维护成本高等问题。本文针对上... 奥斯麦特顶吹浸没喷枪工艺是现代有色金属与贵金属冶炼的核心技术,其喷枪系统在高温熔池中承受强烈的机械应力与反作用力。传统喷枪缓冲座采用纯橡胶结构与贯穿式长螺栓连接,存在缓冲效能不足、螺栓易损及维护成本高等问题。本文针对上述不足,提出一种复合结构缓冲座优化设计方案:将缓冲块由纯橡胶改为金属层与橡胶复合形式,保留25mm主体橡胶层并在上下端部设置聚氨酯层;中心增设燕尾槽结构并外包4mm聚氨酯增强整体性;同时将连接螺纹由M12扩大至M16、深度设为20mm,以提升连接强度。研究结果表明,优化后的结构能有效缓解熔池对喷枪的冲击,显著延长螺栓与缓冲材料的使用寿命,提高系统运行稳定性,为相关冶炼设备的可靠性与经济性提升提供了有效的技术路径。 展开更多

关键词 奥斯麦特炉 喷枪缓冲座 结构优化 复合缓冲 螺纹连接 使用寿命

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全可变液压气门机构的气门落座特性 被引量：11

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作者 黄玉珍 谢宗法 +2 位作者 常英杰 陈飞 李小蕊 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期523-529,共7页

在BJ486EQ汽油机上开发了一种全可变液压气门系统(FHVVS),采用凸轮驱动和液压传动控制进气门开启和关闭,采用气门落座缓冲机构控制气门落座速度.建立FHVVS气门运动特性测试平台,采用激光位移传感器试验测量了FHVVS的气门升程.讨论了FHVV... 在BJ486EQ汽油机上开发了一种全可变液压气门系统(FHVVS),采用凸轮驱动和液压传动控制进气门开启和关闭,采用气门落座缓冲机构控制气门落座速度.建立FHVVS气门运动特性测试平台,采用激光位移传感器试验测量了FHVVS的气门升程.讨论了FHVVS的气门落座过程和特性,重点分析了两种气门落座缓冲机构的气门落座速度和反跳高度.结果表明:液压活塞侧面节流的气门落座缓冲机构显著降低了FHVVS的气门落座速度和反跳高度.与传统气门机构相比,FHVVS实现了气门平稳落座,且4缸汽油机的各缸落座特性均匀一致. 展开更多

关键词 全可变液压气门机构 气门落座缓冲机构 气门升程 气门落座速度 气门反跳高度

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一种飞船返回舱座椅缓冲器力学特性设计 被引量：8

4

作者 杜汇良 黄世霖 张金换 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期231-235,共5页

建立了一个典型的飞船返回舱座椅缓冲系统垂直着陆冲击的动力学响应模型,分析了不同工况对于缓冲器特性的要求,针对定缓冲力阈值的缺点,提出了分段变缓冲力的设计和分析方法,并给出了典型条件下的三段缓冲力方案设计的实例。结果表明,... 建立了一个典型的飞船返回舱座椅缓冲系统垂直着陆冲击的动力学响应模型,分析了不同工况对于缓冲器特性的要求,针对定缓冲力阈值的缺点,提出了分段变缓冲力的设计和分析方法,并给出了典型条件下的三段缓冲力方案设计的实例。结果表明,变缓冲力的设计方法可以更加优化缓冲特性,满足不同工况对加速度、加速度的增长率、阈值、行程的限制和要求;对于特定的系统,综合各个方面因素可以得到优化的缓冲力设计组合方案;而采用更多的节段设计会适应更宽的着陆工况范围。 展开更多

关键词 载人航天 缓冲器 着陆冲击 座椅 设计方法

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载人飞船座椅缓冲机构的可靠性试验方法 被引量：7

5

作者 刘志全 满剑锋 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期33-37,58,共6页

结合中国载人飞船座椅缓冲机构介绍了功能和主要故障模式,建立了座椅缓冲机构的可靠性模型,给出了座椅缓冲机构的可靠性特征量,基于计量型可靠性试验的基本思路,提出了座椅缓冲机构的可靠性试验方法并给出了应用示例,为载人飞船座椅缓... 结合中国载人飞船座椅缓冲机构介绍了功能和主要故障模式,建立了座椅缓冲机构的可靠性模型,给出了座椅缓冲机构的可靠性特征量,基于计量型可靠性试验的基本思路,提出了座椅缓冲机构的可靠性试验方法并给出了应用示例,为载人飞船座椅缓冲机构可靠性验证提供了技术途径。 展开更多

关键词 座椅 缓冲机构 可靠性试验 载人飞船

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一种返回舱座椅水平缓冲杆设计 被引量：1

6

作者 谢燕 李道奎 雷勇军 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期179-183,共5页

在对典型"联盟式"返回舱座椅局部改进的基础上,建立了能够吸收水平着陆冲击能量的水平缓冲杆支撑座椅模型。基于胀环式缓冲杆的缓冲原理和工作特性,定义了典型、极限水平着陆工况和水平缓冲杆设计要求;应用三部分设计方案和... 在对典型"联盟式"返回舱座椅局部改进的基础上,建立了能够吸收水平着陆冲击能量的水平缓冲杆支撑座椅模型。基于胀环式缓冲杆的缓冲原理和工作特性,定义了典型、极限水平着陆工况和水平缓冲杆设计要求;应用三部分设计方案和优化选择程序,分别设计了各段胀环长度相等和不相等的水平缓冲杆。座椅实例设计结果表明,综合了着陆工况、缓冲原理、工作特性和优化效率各个影响因素的设计方法,具有统一、全面和高效的特点;优化的水平缓冲杆支撑座椅,实现了同时缓冲头盆向和胸背向过载、适应更宽着陆工况的目的。 展开更多

关键词 返回舱 缓冲座椅 水平缓冲杆 胀环 设计方法

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自动机缓冲结构在后坐行程中的反应特性分析 被引量：1

7

作者 豆征 刘建斌 +1 位作者 王永存 任弘毅 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2021年第6期209-212,共4页

自动机在后坐过程中,缓冲结构对冲击载荷的反应特性直接影响到系统安全;对缓冲结构进行动力学建模,通过数值模拟评估其反应特性,优化其参数.更好地匹配自动机使用环境;数值模拟对自动机实际工况的逼近程度直接影响评估的准确性;通过对... 自动机在后坐过程中,缓冲结构对冲击载荷的反应特性直接影响到系统安全;对缓冲结构进行动力学建模,通过数值模拟评估其反应特性,优化其参数.更好地匹配自动机使用环境;数值模拟对自动机实际工况的逼近程度直接影响评估的准确性;通过对自动机缓冲结构全载荷语分析,考虑到自动机后坐、复进、前冲、返回四个阶段的受力方向变化,准确构建自动机数学模型,对于膛压的时变规律(p-t曲线)、沿程变化(p-l曲线)、弹丸速度的时变规律(v-t曲线)及沿程变化(v-l曲线)进行了仿真计算,进而对后坐阻力的时变规律进行数值模拟,并把模拟结果与实际试验结果进行对比分析,结果表明,数值模拟与试验数据较为吻合,这对自动机缓冲结构的设计具有参考意义。 展开更多

关键词 自动机 缓冲结构 后坐行程 后坐阻力

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智能气囊缓冲器在航天器回收着陆中的应用探讨 被引量：4

8

作者 戈嗣诚 《航天返回与遥感》 2009年第4期1-5,共5页

文章提出将智能气囊技术应用于飞船返回舱座椅作为返回落地缓冲,设计了智能气囊缓冲器方案,并论述了智能气囊缓冲器在飞船座椅上应用的可行性。与胀环式机械缓冲器比较,智能气囊保持了较高的缓冲效率,同时可使航天员受到的冲击过载特性... 文章提出将智能气囊技术应用于飞船返回舱座椅作为返回落地缓冲,设计了智能气囊缓冲器方案,并论述了智能气囊缓冲器在飞船座椅上应用的可行性。与胀环式机械缓冲器比较,智能气囊保持了较高的缓冲效率,同时可使航天员受到的冲击过载特性曲线更加平坦,从而提高航天员着陆的安全性和舒适性。 展开更多

关键词 智能气囊 座椅缓冲器 载人飞船 航天返回

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Mckibben型气动人工肌肉缓冲座椅减振特性分析 被引量：4

9

作者 孙大刚 冯辰生 +2 位作者 宋勇 章新 卢南炎 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期146-150,共5页

Mckibben型气动人工肌肉作为一种新型仿生气动执行元件,其力学特性与生物肌肉相似。以Mckibben型气动人工肌肉为履带式工程车辆座椅的缓冲执行器,建立起座椅缓冲减振模型;运用Simulink软件,并采用模糊PID控制对座椅的减振特性进行仿真... Mckibben型气动人工肌肉作为一种新型仿生气动执行元件,其力学特性与生物肌肉相似。以Mckibben型气动人工肌肉为履带式工程车辆座椅的缓冲执行器,建立起座椅缓冲减振模型;运用Simulink软件,并采用模糊PID控制对座椅的减振特性进行仿真。结果表明,在选定的4种工况下,Mckibben型气动肌肉缓冲座椅较传统座椅的垂直加速度和位移均有效减小,其缓冲减振效果明显。研究结果可为气动人工肌肉型缓冲座椅的研发提供参考。 展开更多

关键词 工程车辆 座椅 减振 气动人工肌肉 仿真 缓冲

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舰炮炮塔座圈动态行为与润滑特性 被引量：2

10

作者 李军宁 宋茂康 +2 位作者 赵龙 罗文广 张毅锋 《海军航空大学学报》 2023年第5期427-434,442,共9页

针对舰炮在使用过程中,炮塔座圈经常出现的摩擦磨损问题,通过Adams软件进行动力学仿真,研究了后坐缓冲装置对炮塔座圈接触力的影响。在此基础上,借助FORTRAN编程语言进行弹流润滑分析计算,研究不同环境温度及座圈转速对炮塔座圈润滑性... 针对舰炮在使用过程中,炮塔座圈经常出现的摩擦磨损问题,通过Adams软件进行动力学仿真,研究了后坐缓冲装置对炮塔座圈接触力的影响。在此基础上,借助FORTRAN编程语言进行弹流润滑分析计算,研究不同环境温度及座圈转速对炮塔座圈润滑性能的影响机制。研究结果表明:安装后坐缓冲装置后,炮塔座圈油膜压力减小而油膜厚度增大;随着转速的增加,油膜压力几乎不变,油膜厚度增大;随着温度的升高,油膜压力变小,油膜厚度变大。揭示了舰炮在特定工作情况下的温度及转速的合理范围,有助于提升舰炮服役性能。 展开更多

关键词 炮塔座圈 后坐缓冲装置 动力学仿真 弹流润滑

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飞船返回舱座椅缓冲系统的改进与优化设计

11

作者 李道奎 廖一寰 +1 位作者 谢燕 唐国金 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第11期107-109,207,共4页

为改善返回舱座椅缓冲系统的性能,提出一种新的改进方案,将其脚部由铰接支撑改为斜置弹性支撑。在ADAMS中建立座椅缓冲系统的动力学模型,并采用参数化建模方法对斜置弹性支撑的参数进行优化设计。对优化后的座椅缓冲系统进行动力学仿真... 为改善返回舱座椅缓冲系统的性能,提出一种新的改进方案,将其脚部由铰接支撑改为斜置弹性支撑。在ADAMS中建立座椅缓冲系统的动力学模型,并采用参数化建模方法对斜置弹性支撑的参数进行优化设计。对优化后的座椅缓冲系统进行动力学仿真的结果表明,与改进前座椅系统的缓冲性能相比,优化后的座椅缓冲系统不仅没有增加胸背向冲击响应,而且显著改善了人体头盆向的冲击响应。 展开更多

关键词 座椅缓冲系统 优化设计 动力学仿真 ADAMS

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水平弹性支撑缓冲座椅的动力学分析

12

作者 谢燕 李道奎 雷勇军 《航天返回与遥感》 2009年第1期10-14,共5页

当载人飞船着陆过程中存在水平着陆冲击时,目前的铰接型座椅系统不能有效地缓冲头盆向过载。针对这种单向座椅缓冲系统的不足,提出了具有水平弹性支撑的座椅缓冲方案,利用拉格朗日方程建立了系统动力学模型。在多向冲击着陆工况下进行... 当载人飞船着陆过程中存在水平着陆冲击时,目前的铰接型座椅系统不能有效地缓冲头盆向过载。针对这种单向座椅缓冲系统的不足,提出了具有水平弹性支撑的座椅缓冲方案,利用拉格朗日方程建立了系统动力学模型。在多向冲击着陆工况下进行了数值仿真,讨论了弹性支撑刚度和阻尼参数的影响规律。结果表明,相比铰接支撑模型,具有水平弹性支撑的座椅能够降低多向冲击作用下的头盆向加速度响应峰值,且不会增大胸背向加速度响应峰值。 展开更多

关键词 缓冲座椅 多向冲击 拉格朗日方程 水平弹性支撑 载人飞船

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半主动磁流变库伦阻尼缓冲座椅力学特性分析 被引量：1

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作者 曾泽璀 冯宇剑 +4 位作者 张磊 闫明 张春辉 巨圆圆 王陶 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期555-562,623,共9页

飞行器着陆或者坠落过程中会产生较大的冲击,为了改善乘员所受到的冲击损伤,提出了半主动磁流变库伦阻尼缓冲座椅系统。为分析缓冲座椅的力学特性,首先,建立座椅系统力学模型,利用拉格朗日方程建立座椅系统运动微分方程;其次,基于系统... 飞行器着陆或者坠落过程中会产生较大的冲击,为了改善乘员所受到的冲击损伤,提出了半主动磁流变库伦阻尼缓冲座椅系统。为分析缓冲座椅的力学特性,首先,建立座椅系统力学模型,利用拉格朗日方程建立座椅系统运动微分方程;其次,基于系统运动微分方程,分析系统刚度、阻尼以及不同跌落高度对缓冲座椅力学特性的影响;然后,分析了磁流变库伦阻尼器的安装方式对系统缓冲性能的影响,并利用T-S模糊模型实现座椅系统半主动控制,将系统的极限距离缓冲效果与最优缓冲效果进行对比;最后,通过缓冲座椅原理样机的跌落试验对上述理论计算结果进行验证。研究发现,相比于传统的线性缓冲器,所提出的缓冲座椅能够适应不同的跌落冲击强度,具有良好的缓冲性能。 展开更多

关键词 磁流变 跌落冲击 半主动阻尼控制 缓冲座椅

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气门落座缓冲机构的缓冲过程仿真研究

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作者 潘克 王自勤 +1 位作者 田丰果 陈家兑 《现代机械》 2016年第2期47-49,共3页

针对某新型液压容积调节式连续全可变配气系统,提出气门落座缓冲的必要性,并采用一种液压节流式气门落座缓冲机构。通过对气门落座缓冲过程的理论分析,构建了该缓冲机构的数学模型,并利用MATLAB软件中的Simulink模块进行了数值模拟仿真... 针对某新型液压容积调节式连续全可变配气系统,提出气门落座缓冲的必要性,并采用一种液压节流式气门落座缓冲机构。通过对气门落座缓冲过程的理论分析,构建了该缓冲机构的数学模型,并利用MATLAB软件中的Simulink模块进行了数值模拟仿真,最终得到了在不同缓冲间隙下的气门柱塞运动特性曲线,为气门落座缓冲机构的优化提供了借鉴。 展开更多

关键词 全可变配气系统 气门落座缓冲 数学模型 运动曲线

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发动机气门振动缓冲装置的设计 被引量：1

15

作者 周嘉晨 傅瑜杭 《内燃机》 2021年第3期46-48,共3页

针对凸轮轴直接驱动气门过程中会受到气门落座产生的大冲击和大振动的问题,设计了发动机气门振动缓冲装置,运用橡胶空气弹簧和缓冲弹簧对气门落座进行缓冲。结果表明,这种设计能够有效的降低凸轮轴受到的冲击和振动的大小,并降低了气门... 针对凸轮轴直接驱动气门过程中会受到气门落座产生的大冲击和大振动的问题,设计了发动机气门振动缓冲装置,运用橡胶空气弹簧和缓冲弹簧对气门落座进行缓冲。结果表明,这种设计能够有效的降低凸轮轴受到的冲击和振动的大小,并降低了气门落座时产生的噪音。 展开更多

关键词 运动 气门落座 缓冲 弹簧

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民航座椅水平冲击试验中工装碰撞的研究 被引量：1

16

作者 王锐 洪涛 《机械工程与自动化》 2020年第6期51-53,共3页

动态水平冲击试验可以模拟产品发生碰撞时的真实工况。对民航座椅动态水平冲击试验中台车位移、速度、加速度和液压缓冲缸的孔位面积进行计算,建立水平冲击试验中台车运动方程及因工装滑动发生碰撞的数学模型,并在AMESim中建立相应的仿... 动态水平冲击试验可以模拟产品发生碰撞时的真实工况。对民航座椅动态水平冲击试验中台车位移、速度、加速度和液压缓冲缸的孔位面积进行计算,建立水平冲击试验中台车运动方程及因工装滑动发生碰撞的数学模型,并在AMESim中建立相应的仿真模型,研究了水平冲击试验中因工装滑动产生的碰撞对输出波形的影响。 展开更多

关键词 水平冲击 液压缓冲缸 碰撞 民航座椅

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快速提升式金属密封旋塞阀 被引量：1

17

作者 李永喜 蒙钟亮 +4 位作者 黄美林 黄爱义 金虎 项光武 李保升 《阀门》 2015年第2期9-10,共2页

介绍了快速提升式金属密封旋塞阀的工作原理、结构特点及产品性能,分析了由液动执行机构通过齿条、齿轮及多线螺纹组成的快速传动系统。

关键词 旋塞阀 快速提升式 支撑座 导向螺旋槽 缓冲减振

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超临界机组汽轮机高调阀浮起的原因分析与处理 被引量：1

18

作者 曹侬 《山东电力技术》 2020年第6期64-69,共6页

汽轮机高调阀阀座浮起故障会影响机组的启动和安全运行。某工程6台超临界机组的高调阀屡次发生阀座浮起问题,针对此问题进行研究。提出高调阀阀座设计在阀座材料、阀座高度、阀座与阀壳间的过盈量方面应满足的3个基本条件,并列举在安装... 汽轮机高调阀阀座浮起故障会影响机组的启动和安全运行。某工程6台超临界机组的高调阀屡次发生阀座浮起问题,针对此问题进行研究。提出高调阀阀座设计在阀座材料、阀座高度、阀座与阀壳间的过盈量方面应满足的3个基本条件,并列举在安装、调试、运行和维修中应注意的问题。所提方法可以有效避免机组因高调阀的阀座浮起而引起的非计划停机,确保机组的安全和稳定运行。 展开更多

关键词 主汽一体阀 末端缓冲区 阀杆自由间隙 阀座浮起 内外壁金属温差 过盈量

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航天飞船座椅着陆缓冲系统的力学模型 被引量：13

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作者 杜汇良 黄世霖 张金换 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期717-720,共4页

为了分析载人飞船返回舱人椅系统着陆过程特点和减小其冲击过载,建立了一个典型缓冲系统的力学模型,给出了运动过程和主要评价指标的计算方法和公式,并通过典型工况进行了实验验证。讨论了部分边界条件、设计和评价参数对转动中心、头... 为了分析载人飞船返回舱人椅系统着陆过程特点和减小其冲击过载,建立了一个典型缓冲系统的力学模型,给出了运动过程和主要评价指标的计算方法和公式,并通过典型工况进行了实验验证。讨论了部分边界条件、设计和评价参数对转动中心、头部加速度峰值、做功和行程的影响。结果表明,减小缓冲力阈值,可以减小座椅的胸背向加速度,但对头盆向加速度影响不大;水平速度和加速度会影响到缓冲器的工作特性,通过减小初始速度和输入加速度可以降低各个方向的过载。 展开更多

关键词 航天飞船 座椅 着陆缓冲系统 缓冲器 动力学模型

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一种油压缓冲器开关触发装置的改进方法

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作者 刘全和 《中国电梯》 2010年第17期25-26,共2页

通过对油压缓冲器开关动作和复位的分析，以及对开关打杆的受力分析，提出了一种解决油压缓冲器每次动作后，开关打杆偏离垂直位置并发生扭转变形的解决方法。

关键词 油压缓冲器 开关 打杆 触发装置 复位弹簧 弹簧座

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