连续回转电液伺服马达流固耦合分析及实验研究

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近些年仿真转台已成为我国的高精尖设备,不仅具有重要的经济价值,而且对于我国的国防事业也具有重要的战略意义,它只需在实验中就能够模拟飞行器在空中的飞行姿态,其本身的性能将对仿真的精确度产生重要影响,为此,仿真转台必须精度高、超低速性好、频率响应高、调速范围宽,这对电液伺服马达的性能提出了更高的要求,而摆动角度受到一定限制的摆动电液伺服马达已经无法满足当下的需求,基于这种情况,本文将对连续回转电液伺服马达进行研究。以连续回转电液伺服马达为研究对象,建立连续回转马达电液位置伺服系统数学模型以及连续回转电液伺服马达内泄漏模型。基于流体力学和固体力学理论,在ANSYS Workbench15.0平台下,运用ANSYS Mechanical软件分析连续回转电液伺服马达关键部件的变形,获得马达在静压下的变形量,为流固耦合方式的选择提供理论依据。借助CFX对马达在四个不同位置的流体模型进行分析,获得马达内流场的在不同压差下的压力场分布,并分析不同压差下的仿真结果。将压力场作为载荷施加到马达的固体模型上进行流固耦合分析,获得马达关键部件在不同压差下的变形及内泄漏量,从而研究马达进口与出口之间的压差对内泄漏的影响以及内泄漏对马达低速性能的影响规律。为验证仿真的正确性,搭建连续回转电液伺服马达试验台,进行马达的泄漏实验,在不同压差下测量马达的内泄漏量,将实验结果与仿真结果进行对比,两者的变化趋势一致,验证了仿真结果的正确性。对连续回转电液伺服马达进行流固耦合分析,提供了一种新的研究马达内泄漏的方法,为后续研究连续回转电液伺服马达低速性能奠定理论基础,同时也为后续马达结构设计的改进以及马达控制策略的优化奠定了基础。
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