液体阻尼惯性延时机构动力学特性分析与参数优化

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:irugi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
基于液体阻尼技术的惯性延时机构是一种集识别能力和动作能力于一体的加速度敏感元件,具有体积小巧、结构简单、隔振性能好、安全性高、价格低廉等诸多优点,在航天、军事等领域都有较为广泛的应用。从力学角度来说,液体惯性延时机构本质上是一个“质量-阻尼-弹簧”振动系统,其中液体阻尼具有影响因素多、非线性等特征,是液体阻尼延时机构设计中最核心的问题。目前,关于液体阻尼延时机构的研究都是基于细长孔流动理论、忽略环境变量对阻尼油物性影响,将阻尼力视为线性阻尼,将方程简化为线性微分方程。实际上,不同服役环境与液体流动特性都会使液体阻尼表现出非线性特征。针对细长孔阻尼机构阻尼力与延时时间受温度影响大的局限性,以含波纹管体积调节机构的液体阻尼延时机构为研究对象,研究其动力学响应特性,并以延时时间为优化目标做设计参数的优化。液体阻尼机构的动力学模型是实现动力学特性分析与参数优化的基础,描述阻尼力又是动力学建模中最关键的环节。通过单独分析各组件参数与阻尼力的关系,再分析液体阻尼机构的工作机理,将这些分散的影响因素串联起来,得到阻尼力的表达式,并搭建了阻尼机构动力学模型框架。通过CFX静态仿真与全模型CFD仿真相结合的手段,分析了液体阻尼力与节流孔参数、温度、活塞运动速度等影响因素之间的关系,通过拟合、校正的方法得到了阻尼力与影响因素的参数化表征式,建立了基于阻尼力参数化表征的阻尼机构动力学模型。针对阻尼机构延时时间这一设计指标,对活塞位移时间曲线做归一化处理,实现阻尼机构动力学响应中稳态特性与动态特性的解耦,再利用数据拟合方法获取了动态特性与设计参数、环境变量之间的参数化表征。基于阻尼机构动态特性的参数化表征式,结合阻尼机构参数优化多变量强耦合的特性,设计了一种基于全域搜索思想、逐步求精的数值优化方法,实现阻尼机构设计参数的优化。综上所述,本文对液体阻尼延时机构的若干问题展开研究,从阻尼力参数化表征、阻尼机构动力学特性分析与优化方法等方面对阻尼机构参数设计问题进行分析探讨。相关问题的解决为解决工程流体力学问题提供了新的思路,不仅有工程应用价值,也有较强的学术意义。
其他文献
声镊是一种利用声波的力学效应对微小物体进行非接触操控的技术,其物理基础是由于超声波叠加形成高强度驻波声场,在声场中的物体与声波会发生动量和能量的转换,从而产生控制微粒运动的力。超声波操控物体具有非接触、生物兼容性好、无需对微粒进行化学生物标记、装置简单易集成等优点,在精密制造、生化分析、精准医疗、模拟微重力环境等领域具有广阔的应用前景,在微小物体操控方面占据有重要的位置。本文首先根据质量守恒定律、
有机染料残留排放到水体中会严重地破坏水体的生态环境,更会影响人体健康,所以如何有效地检测水中染料残留已经成为十分重要的问题。表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering,SERS)技术,因其方便、高效、无损、高灵敏度的优点,被广泛应用于多种领域。但SERS技术的效果很大程度上取决于基底的性质,常用的贵金属基底稳定性较差且无法实现专一性检测,需要与其他物质复合
南极长年以来被白雪覆盖,在人们心中一直以来被视为无污染的环境,但随着人类活动的不断扩大,对环境的影响也越来越广泛,现如今南极地区的真实环境情况不容乐观。重金属污染对海洋、土壤等多方面均已造成严重影响,在重金属胁迫下,海洋、土壤中微生物体内代谢物的含量及代谢通路均会发生一定的改变。本文以南极红酵母AN5(Rhodotorula mucilaginosa AN5)为研究对象,利用气相色谱-质谱联用技术
2018年国家能源局发布了《冷凝锅炉热工性能试验方法》(NB/T47066-2018),提出了一种基于同位烟气伴热的采样枪,为了保证热工性能测试过程中湿度的准确测量,采样枪引入了一段强制伴热段。由于强制伴热条件的限制,导致强制伴热段过于冗长,限制了在当量直径600 mm及以下烟道的使用,而且检测设备本体也过于庞大与沉重。亟需研制一种低电压的快速加热系统,提高该采样枪的实用性与准确性。本文提出了采用
在高功率光纤激光器与光纤放大器中,受激布里渊散射与受激拉曼散射是限制功率提升的主要非线性效应,其强度与光纤长度成正比,缩短掺铒光纤(EDF)长度是抑制非线性效应的有效手段。对于单纵模窄线宽超短腔光纤激光器,光纤的使用长度影响着谐振腔长,需要尽可能地缩短所用掺铒光纤的长度。另外,在掺铒光纤放大器(EDFA)中,缩短所用掺铒光纤的长度有利于降低成本、提升器件稳定性。为了提供足够的增益,必须提高掺
期刊
中国从上世纪80年代末引入预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe,简称PCCP)技术,现在已初步形成自己的一套设计、施工和研究体系。但PCCP管自重较大,工艺复杂,混凝土强度偏低,耐久性较差。本课题以超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,简称UHPC)代替传统的普通混凝土,对传统管材进行了结构优化设计与分析
将来,在回顾二十世纪八十年代的国际风云的时候,一九八一年的早春将引起人们的注意。人们会回忆起,这个时节,在华盛顿,里根新政府入主白宫,着手“重新武装美国”。“怒气冲冲的美国”宣告开始“新的外交时代”。“要同苏联进行一场显然是长期的军事、政治竞赛”。在另一个超级大国的首都,克里姆林宫进入了少有的艰难时期。勃列日涅夫在苏共二十六大的讲坛上絮叨着对国内外局势的“欢乐和忧愁”。莫斯科各电影院为配合
期刊
目的 探讨7~10岁儿童执行功能与运动协调能力之间的相关性,为临床干预提供理疗基础。方法 2020年5月至2020年8月招募7~10岁儿童79名,最终70名儿童纳入研究。所有儿童均完成威斯康卡片分类测验(WCST)、儿童发育性运动协调障碍问卷(DCDQ)、儿童运动评估成套工具(MABC)中文版。对测试结果进行相关性分析,并依据WCST及参数进行分组,比较组间的MABC和DCDQ结果。结果 32例W
随着国家基建产业发展,预拌砂浆在基建工程领域中扮演了越来越重要的角色,而且为了迎合国家生态文明建设的需要,研究新型绿色环保砂浆有着很重要的意义。近年来,随着基建工程领域的快速发展,关于石墨烯-水泥基复合材料的研究和应用也越来越多。本文围绕新型纳米材料石墨烯增强的水泥砂浆复合材料展开研究,着重研究了不同掺量的石墨烯对于干混砂浆施工性能、基本力学性能、抗冻性能、抗渗性能的影响,主要研究内容如下:本试验
为了获得适宜的温度,通常建筑在用空调制冷,带来高的能耗、温室效应及臭氧层空洞等一系列的能源和环境问题。因此急需开发一种能耗低、低环境污染的制冷技术。辐射制冷技术通过将物体表面8~13μm的红外辐射到寒冷的太空,因此是一种理性的无能耗智能技术。但是通常辐射制冷器件的材料耐紫外辐照差、抗氧化能力差,难以满足空间的环境的需求。二氧化硅是一种优异的空间稳定性材料,同时能够调节可见光谱和红外辐射光谱实现辐射