斜盘式ATOS轴向柱塞泵流体振动溯源
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。

斜盘式ATOS轴向柱塞泵流体振动溯源
ATOS轴向柱塞泵是一种广泛用于各类机械设备中的液压元件，它一直向着高性能化的趋势发展。而噪声是对ATOS轴向柱塞泵的性能有着重要的影响，研究发现ATOS轴向柱塞泵流体噪声主要是配流过程中引发的配流噪声，因此可以通过研究配流过程的配流特性使其配流噪声降低从而提高柱塞泵性能。以ATOS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ATOS轴向柱塞泵流场分析用湍流模型,ATOS轴向柱塞泵流量脉动特性,ATOS轴向柱塞泵谐响应与瞬态响应特性及*配流方法。针对ATOS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ATOS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,zui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ATOS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ATOS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ATOS轴向柱塞泵瞬态响应分析提供理论基础。针对ATOS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ATOS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ATOS轴向柱塞泵在流量脉动激励下的振动特性。考虑在高速高压下流体的压缩性及油液的粘温和粘压效应因素影响，判断配流过程中非定常流场各个位置的流态。动态仿真时考虑到模型中流态的转换情况，采用了层流加局部湍流的数学模型，使研究的流场更接近实际状态。通过仿真得到了柱塞泵工作一周的过程中各个位置压力变化情况，由此判定压力冲击的情况。粒子群优化算法是一种基于群体智能的进化计算技术,在配流盘的结构优化中以无压差过渡条件下的压力梯度为目标函数，以三角阻尼槽的开口角、宽度角、深度角及配流盘的错配角为优化的参数，采用粒子群优化算法对数学模型进行优化计算。然后根据优化的结构参数对柱塞泵原有的数学物理模型进行修改，并在相同的边界条件和初始条件下进行动态模拟仿真，对比结构优化前后的仿真结果，表明经过粒子群优化后ATOS轴向柱塞泵的压力脉动要明显小于优化前，配流盘结构参数的优化设计是减低柱塞泵流体噪声的有效途径之一。

斜盘式ATOS轴向柱塞泵流体振动溯源
针对ATOS轴向柱塞泵*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*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ATOS轴向柱塞泵流量与压力特性的影响规律。建立ATOS轴向柱塞泵振动测试实验台,采用锤击法验证ATOS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。