论文部分内容阅读
近年来随着工业技术的高速发展,气动技术作为工业化生产的一个重要组成部分,也取得快速发展并在工程机械、汽车制造和智能制造等工业产业中扮演着重要角色。在气动控制系统的设计过程中只要知道了其中各气动元件的性能参数就可以按照一定的关系式求解出整个气动系统的性能特性。然而不同气动元器件的性能参数也大不相同,其中包含流量特性、响应频率、工作压力范围、工作温度和控制压力等。其中流量特性作为气动产品最重要的一个参数指标,它为客户选择合适的元器件提供了依据。为了确保设计的气动控制系统可以满足预想的工艺要求,需对所选择的气动元件流量特性进行测量。本文则详细介绍了ISO6358标准与Darcy-Forchheimer定律如何表示气动元件的流量特性,并提出了基于等温容器在一次放气过程中同时确定渗透系数和惯性系数的测量方法。本课题的主要研究内容如下:1.分析各气动阻抗在静态压力条件下的流量特性。介绍ISO6358标准并分析ISO6358标准在表示小孔、细长管以及多孔介质三种气动阻抗的流量特性的准确性。对ISO6358标准无法表示的多孔介质的流量特性进行分析,并提出使用Forchheimer定律来弥补ISO6358标准的不足。分析多孔介质在ISO6358标准和Forchheimer定律两种模型下实验值与计算值的误差对比。2.进行气动阻抗流量特性仿真建模分析。介绍一维气体流动模型的建模过程,其中包括对四个基础方程式的推导过程以及离散化原理。对气动阻抗流量特性进行仿真计算并对仿真结果做分析研究。3.设计流量特性实验,对气动阻抗流量特性进行实验验证与分析。对小孔与多孔质材料进行了稳态流量特性实验,将实验结果与仿真结果进行对比。对小孔与多孔质材料进行动态流量特性实验,分析在动态压力下多孔质的流量幅值变化情况,最后定量地分析在不同频率以及压力比下,动态流量的幅值变化大小。4.为了更高效、精准地测量多孔介质材料的流量参数,提出一种基于等温容器在一次放气过程中同时确定渗透系数和惯性系数的测量方法。根据之前的结论,分析放气方法是否会对流量幅值产生影响。利用放气法,在五个均匀分布的压力区域中同时确定流量参数,并与与稳态结果进行对比分析。