液压系统振动是影响液压系统可靠性的关键因素之一,而液压泵又是液压系统振动的主要来源。液压泵的振动主要有机械振动和流体振动,其中流体振动主要是流量脉动和由于配流结构导致的压力冲击引起的。分析流体振动产生的原因,对液压泵的结构进行优化以减小结构原因引起的流体振动,在液压系统减振方面具有积极的理论与现实意义。本文以轴向柱塞泵为研究对象,采用理论分析和实验研究相结合的方法,从流场特性、振动传递规律和柱塞腔油击理论入手,研究轴向柱塞泵流场分析用湍流模型,轴向柱塞泵流量脉动特性,轴向柱塞泵谐响应与瞬态响应特性及最佳配流方法。针对轴向柱塞泵流场分析用湍流模型,采用数值模拟与PIV测试相结合的方法,建立轴向柱塞泵单柱塞-配流盘机理模型与实验模型,分别采用不同的计算模型进行数值模拟,通过对比涡系结构、流量、压力等参数,最终得到适合泵流场分析的湍流模型,并对模型的系数进行修正,使数值模拟的精度提高。针对轴向柱塞泵流量脉动特性,采用动网格与滑移网格技术,考虑油液可压缩性、柱塞阻尼孔和滑靴处油膜,建立轴向柱塞泵流场分析有限体积模型,用修正后湍流模型对泵进行瞬态流场分析,得到在不同压力和不同转速工况下柱塞泵流量脉动与压力波动和柱塞腔压力与流量的变化规律。为轴向柱塞泵瞬态响应分析提供理论基础。针对轴向柱塞泵谐响应与瞬态响应特性,建立整泵的有限元模型,通过谐响应分析得到轴向柱塞泵在实际安装约束条件下的固有模态;通过瞬态响应分析,得到轴向柱塞泵在流量脉动激励下的振动特性。针对轴向柱塞泵最佳配流,建立柱塞腔预升压和预卸压特性微分方程,以三角阻尼槽结构为例,给出最佳配流特性的结构优化设计方法,对泵结构进行优化设计,分析结构优化前后流场特性,验证结构优化设计方法的有效性;分析柱塞阻尼孔直径与滑靴处油膜厚度对轴向柱塞泵流量与压力特性的影响规律。建立轴向柱塞泵振动测试实验台,采用锤击法验证轴向柱塞泵固有模态,并分别测试在不同压力和不同转速工况下泵壳的振动规律,验证瞬态响应分析结果。