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HFC型轴向柱塞泵滑靴副表面织构化的润滑性能研究
1
作者 寇保福 杨潇 《机床与液压》 北大核心 2026年第1期149-155,161,共8页
为了改善水-乙二醇型轴向柱塞泵滑靴副的润滑性能,引入凹坑表面微织构对斜盘摩擦表面进行优化设计。采用CFD数值仿真与正交试验设计相结合,研究不同工况参数(膜厚、转速)、凹坑几何参数(凹坑形状、直径、深径比)以及面积率和排列角对承... 为了改善水-乙二醇型轴向柱塞泵滑靴副的润滑性能,引入凹坑表面微织构对斜盘摩擦表面进行优化设计。采用CFD数值仿真与正交试验设计相结合,研究不同工况参数(膜厚、转速)、凹坑几何参数(凹坑形状、直径、深径比)以及面积率和排列角对承载力的影响,根据压力和速度云图分析不同形状凹坑的减磨机制。最后,通过试验分析摩擦磨损情况,并与仿真结果对比,验证仿真结果的正确性。结果表明:各参数对承载力影响的主次顺序为:膜厚、面积率、排列角、转速、深径比、凹坑形状、直径;最优参数组合为圆柱形凹坑、转速2400 r/min、膜厚10μm、直径0.8 mm、深径比0.1、面积率10%、排列角0°,此时承载力达339.74 N,较光滑表面(333.3 N)显著提升;流体在凹坑织构内部产生的流体动压效应提高了润滑膜的承载能力。试验结果表明,最优织构参数下的摩擦因数降低至1.226,减摩率达12.2%,且凹坑能有效储存磨屑,减轻二次磨损。仿真和试验结果均表明,表面织构技术能有效改善水-乙二醇型柱塞泵滑靴副的润滑性能。 展开更多
关键词 轴向柱塞泵 滑靴副 润滑性能 水-乙二醇液压液 表面织构 减磨机制
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高速高压轴向柱塞泵织构配流副摩擦特性与结构变形研究
2
作者 姬江涛 李祥阳 +3 位作者 程冬宏 赵升吨 赵静一 郭锐 《液压与气动》 北大核心 2026年第3期60-70,共11页
为改善轴向柱塞泵配流副在高速高压工况下的摩擦性能,通过在配流盘表面构建三角形、正方形与圆柱形表面织构,利用ANSYS软件建立柱塞泵单向流固耦合仿真模型,对比分析配流盘在有、无织构情况下,不同转速和压力对配流副在全油膜润滑下流... 为改善轴向柱塞泵配流副在高速高压工况下的摩擦性能,通过在配流盘表面构建三角形、正方形与圆柱形表面织构,利用ANSYS软件建立柱塞泵单向流固耦合仿真模型,对比分析配流盘在有、无织构情况下,不同转速和压力对配流副在全油膜润滑下流体域油膜承载力、摩擦系数及固体域变形的影响。结果表明,与无织构配流副相比,带有织构配流副的油膜承载力随转速和压力的升高而增大,并降低摩擦系数,但会增大固体域变形。高速、高压工况下,三角形织构所表现出的配流副综合性能均优于正方形、圆柱形与无织构。在高速高压下限工况时,三角形织构配流副油膜承载力,较无织构提升22.51%;摩擦系数较无织构降低18.24%;缸体与配流盘的最大变形较无织构仅分别增加10.9%和1.6%,性能优势明显。 展开更多
关键词 轴向柱塞泵 配流副 表面织构 流固耦合
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基于逆物理信息神经网络的轴向柱塞泵故障诊断方法
3
作者 常远 储焰 汤何胜 《机床与液压》 北大核心 2026年第2期183-189,共7页
针对轴向柱塞泵斜盘故障样本稀缺导致的样本不平衡问题,提出一种融合逆物理信息神经网络(IPINN)的数据增强与故障诊断方法。构建含有斜盘缺陷的轴向柱塞泵动态模型,并结合龙格-库塔法生成仿真数据,以缓解实验数据样本不平衡的问题;鉴于... 针对轴向柱塞泵斜盘故障样本稀缺导致的样本不平衡问题,提出一种融合逆物理信息神经网络(IPINN)的数据增强与故障诊断方法。构建含有斜盘缺陷的轴向柱塞泵动态模型,并结合龙格-库塔法生成仿真数据,以缓解实验数据样本不平衡的问题;鉴于传统经验设定的动力学参数准确性不足,运用逆物理信息神经网络对动力学模型中的6个关键参数进行优化,有效减小仿真数据与实验数据之间的偏差。将增强后的数据集输入到卷积神经网络(CNN)中进行故障诊断,验证所提方法的有效性与准确性。结果表明:优化后的仿真数据在时域和频域上与实验数据更接近,PRD、RMSE、MMD指标验证了优化效果。对比不同数据集,基于IPINN扩充的数据集在故障诊断中表现优异,其准确率较仅实验数据集提升22%,较经验扩充数据集提升2.53%,有效解决了样本的不平衡问题,显著提高了诊断精度,为轴向柱塞泵的故障诊断提供了有效途径。 展开更多
关键词 轴向柱塞泵 逆物理信息神经网络 故障诊断 样本不平衡
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法兰-壳体安装螺栓对轴向柱塞泵振动特性影响及设计研究
4
作者 赖荣燊 刘帅 +3 位作者 叶绍干 鲍岳 夏小松 刘万山 《液压与气动》 北大核心 2026年第2期1-10,共10页
针对轴向柱塞泵法兰与壳体之间的螺栓连接结构研究,建立了柱塞泵有限元模型并通过模态试验与振动响应试验对模型进行验证。在此基础上,围绕螺栓的安装位置、安装半径、数量及尺寸四个设计参数,系统分析不同连接配置对模态频率与振动响... 针对轴向柱塞泵法兰与壳体之间的螺栓连接结构研究,建立了柱塞泵有限元模型并通过模态试验与振动响应试验对模型进行验证。在此基础上,围绕螺栓的安装位置、安装半径、数量及尺寸四个设计参数,系统分析不同连接配置对模态频率与振动响应的影响规律。同时,采用正交试验设计方法,评估各参数对振动特性的影响显著性。研究结果表明:螺栓的对称布置有助于提高部分阶次的模态频率并抑制结构振动,模态频率最大提升12.7%,振动速度最大降低21.5%;螺栓安装半径对振动特性的影响较小;螺栓尺寸增大会提高模态频率,但对振动抑制效果有限;增加螺栓数量可显著提升模态频率并降低振动速度,模态频率最大提升10.7%,振动速度最大降低36.1%。正交分析结果进一步表明,螺栓安装位置与数量对柱塞泵模态特性和振动响应的影响最为显著,其次为螺栓尺寸,安装半径的影响最小。 展开更多
关键词 轴向柱塞泵 螺栓连接结构 振动特性 参数设计 正交试验
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高压轴向柱塞泵流体域空化特性分析
5
作者 陈效平 敖鑫 +2 位作者 刘志辉 陈小兵 何志鹏 《机床与液压》 北大核心 2026年第2期195-202,共8页
针对高压轴向柱塞泵的空化现象,建立高压轴向柱塞泵的流体域模型,基于流体仿真软件PumpLinx分析柱塞泵流体域空化现象,得到易于发生空化的位置;采用等间距法分析吸油口压力、缸体转速和负载压力等工况参数对空化特性的影响规律。结果表... 针对高压轴向柱塞泵的空化现象,建立高压轴向柱塞泵的流体域模型,基于流体仿真软件PumpLinx分析柱塞泵流体域空化现象,得到易于发生空化的位置;采用等间距法分析吸油口压力、缸体转速和负载压力等工况参数对空化特性的影响规律。结果表明:空化主要发生在吸油区的吸油腔、配流盘和靠近吸油区的柱塞腔区域;吸油压力从0.1 MPa增加至0.3 MPa,吸油腔、柱塞腔、配流盘内气体体积分数均值分别从1.98%下降至0.62%、2.09%下降至0.45%、2.61%下降至0.54%;转速从2000 r/min增加至3000 r/min,吸油腔、柱塞腔、配流盘内气体体积分数均值分别从1.81%上升至1.98%、1.08%上升至2.09%、1.61%上升至2.61%;负载压力从20 MPa增加至30 MPa,吸油腔、柱塞腔、配流盘内气体体积分数均值分别从1.83%上升至1.99%、1.71%上升至2.10%、1.43%上升至2.61%,吸油压力的提升对空化抑制作用呈现非线性衰减特征,缸体转速与负载压力的提升对空化的增强作用呈现加速增长特征。 展开更多
关键词 高压轴向柱塞泵 流体域 空化特性分析
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轴向柱塞泵微织构滑靴副优化设计及性能分析 被引量：2
6
作者 徐平 罗晶 +2 位作者 于英华 沈佳兴 黎文利 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第6期27-37,共11页
将微织构应用在轴向柱塞泵滑靴表面,以达到改善表面摩擦磨损、减少温升、降低滑靴副泄漏的目的。通过CFD方法探寻微织构对上述滑靴副多项性能的影响规律,并进行多特征参数多目标优化以充分挖掘微织构对柱塞泵滑靴副的影响潜力,使用微铣... 将微织构应用在轴向柱塞泵滑靴表面,以达到改善表面摩擦磨损、减少温升、降低滑靴副泄漏的目的。通过CFD方法探寻微织构对上述滑靴副多项性能的影响规律,并进行多特征参数多目标优化以充分挖掘微织构对柱塞泵滑靴副的影响潜力,使用微铣削的方式制备织构试样并进行摩擦磨损实验。结果表明,微织构能有效改善滑靴表面工作性能,推荐采用椭圆形开口与偏置的椭球坑体结合的织构类型,选用内辅助支承带与密封带为织构位置。得到优化后织构方案的滑靴副油膜较原型承载压强、摩擦系数、平均温度和泄漏量分别提升了19.78%、降低了22.47%、12.41%、17.52%。该项研究为轴向柱塞泵的性能提升设计提供参考。 展开更多
关键词 轴向柱塞泵 滑靴 微织构 摩擦磨损 温度 泄漏量 多目标优化
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高转速轴向柱塞泵滑靴副强度与摩擦仿真 被引量：2
7
作者 李少年 杨龙涛 +2 位作者 李曦 陈世豪 张子骞 《机床与液压》 北大核心 2025年第4期139-145,共7页
针对高转速轴向柱塞泵滑靴副受到周期性压力的作用,易造成润滑失效和损坏的问题,进行滑靴副强度与摩擦仿真研究。建立滑靴副流体域模型,通过流场仿真得到滑靴副流场特征分布;通过流固热耦合仿真和摩擦仿真,分别得到滑靴变形、应力分布... 针对高转速轴向柱塞泵滑靴副受到周期性压力的作用,易造成润滑失效和损坏的问题,进行滑靴副强度与摩擦仿真研究。建立滑靴副流体域模型,通过流场仿真得到滑靴副流场特征分布;通过流固热耦合仿真和摩擦仿真,分别得到滑靴变形、应力分布和磨损量;最后开展滑靴副材料的摩擦磨损试验,分析滑靴副的摩擦学特性。结果表明:油液从滑靴中心油腔向外辐射流动,压力沿半径向外呈对数规律递减;滑靴底面变形量沿半径方向逐渐增大,最大变形出现在外边缘处,为8.842×10^(-3)mm;滑靴受到最大应力出现在密封带处,为1095.1 MPa;摩擦仿真发现滑靴磨损量因滑靴在斜盘上径向位置的不同而不同,最大磨损量为9.0676×10^(-4)mm^(3);滑靴密封带的变形量沿半径方向由内向外逐渐增大;沿斜盘半径方向,滑靴外侧较内侧的磨损大;摩擦副的摩擦因数较为稳定,约为0.168,滑靴试件磨损率的仿真结果比试验结果小1个数量级。 展开更多
关键词 轴向柱塞泵 高转速 滑靴副 应力 变形 磨损量
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基于数据增强的轴向柱塞泵故障诊断
8
作者 钟金豹 孟祥一 +3 位作者 范浩熙 王永鹏 冯相龙 张剑 《机床与液压》 北大核心 2025年第13期153-159,共7页
针对轴向柱塞泵故障诊断中因故障样本稀缺及数据分布不均衡导致的模型泛化能力不足的问题,提出一种基于Wasserstein生成对抗网络(WGAN-GP)进行数据增强的方法,以解决轴向柱塞泵故障数据提取难的问题。通过AMESim软件模拟不同轴向柱塞泵... 针对轴向柱塞泵故障诊断中因故障样本稀缺及数据分布不均衡导致的模型泛化能力不足的问题,提出一种基于Wasserstein生成对抗网络(WGAN-GP)进行数据增强的方法,以解决轴向柱塞泵故障数据提取难的问题。通过AMESim软件模拟不同轴向柱塞泵故障状态,并采集相应的流量信号和压力信号。利用高斯噪声和WGAN-GP对采集的数据进行增强,以提高样本数据的数量和质量。提取时域、频域和小波包能量特征作为初始特征参数,并将其输入长短期记忆网络(LSTM)进行故障模式识别和分类。结果表明:该方法在故障样本较少的情况下,能有效提高故障诊断的准确率和模型的泛化能力;对流量信号进行故障诊断时,数据增强前的最高识别准确率为86.84%,应用WGAN-GP算法对训练集数据进行数据增强后的识别准确率最高达98.72%;对压力信号进行故障诊断时,数据增强前的识别最高准确率为88.89%,应用WGAN-GP算法对训练集数据进行数据增强后的识别准确率最高达95.65%。数据增强算法对于提高故障诊断模型的识别准确率具有重大意义。 展开更多
关键词 轴向柱塞泵 故障诊断 特征提取 数据增强
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旋转导向钻井系统微型斜盘式轴向柱塞泵的设计与仿真
9
作者 叶哲伟 刘兵 +2 位作者 刘章 周瑜 金存 《机床与液压》 北大核心 2025年第14期149-156,共8页
为了满足井下旋转导向钻井系统液压动力单元中的柱塞泵高转速、小尺寸和高精度的要求,设计一种微型斜盘式轴向柱塞泵,其排量可达0.036 mL/r,工作压力可达30 MPa。分析柱塞位移和斜盘倾角的转换关系,建立柱塞位移转化的数学模型。运用AME... 为了满足井下旋转导向钻井系统液压动力单元中的柱塞泵高转速、小尺寸和高精度的要求,设计一种微型斜盘式轴向柱塞泵,其排量可达0.036 mL/r,工作压力可达30 MPa。分析柱塞位移和斜盘倾角的转换关系,建立柱塞位移转化的数学模型。运用AMESim搭建微型斜盘式轴向柱塞泵各个零部件模型,完成整泵液压系统模型的建立。结果表明:在额定工况下,柱塞泵的输出流量在0.032~0.035 L/min内脉动,平均出口流量为0.033 L/min,出口压力在9~10 MPa内脉动;随着柱塞斜盘倾斜角的减小,泵的输出流量减小,流量脉动变小,当斜盘倾角增大时,柱塞的位移增大,泵的输出流量也增大。对泵样机进行试验,分析了该泵的输出特性和效率曲线,与仿真分析结果进行对比。结果表明:泵的输出流量随着电机转速的增大而增大,其总效率随着工作压力的增大而增大;仿真效果较好,同时验证了仿真方法和结果的可靠性。微型斜盘式柱塞泵在额定工况下的容积效率可达到84.2%。 展开更多
关键词 旋转导向钻井系统 微型斜盘式轴向柱塞泵 AMESIM仿真 斜盘倾角
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基于卷积神经网络和长短期记忆网络的轴向柱塞泵健康状态评估
10
作者 魏娜莎 刘江锋 +1 位作者 丁泽鹏 田志毅 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第21期8889-8897,共9页
柱塞泵是液压系统重要的动力转换部件之一,其性能好坏直接影响液压系统的安全和稳定。为准确对柱塞泵的运行状态进行评估,提出了一种基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和长短期记忆网络(long short-term memory netwo... 柱塞泵是液压系统重要的动力转换部件之一,其性能好坏直接影响液压系统的安全和稳定。为准确对柱塞泵的运行状态进行评估,提出了一种基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和长短期记忆网络(long short-term memory network,LSTM)结合的柱塞泵健康状态评估方法,引入遗传算法对神经网络的参数进行优化。采集柱塞泵不同运行时刻的振动信号,利用小波包对振动信号进行能量特征提取,结合信号时频域特征,构建柱塞泵健康状态特征数据集,由CNN-LSTM方法进行健康状态识别分类,并通过样本熵评估分类结果。为验证该健康评估方法的有效性,将其应用到柱塞泵的试验测试中,结果表明:该方法的识别准确率达到了99%,能够有效提高对柱塞泵健康状态评估的准确性。 展开更多
关键词 轴向柱塞泵 卷积神经网络 长短时记忆网络 健康评估
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斜盘式轴向柱塞泵配流副油膜特性分析 被引量：2
11
作者 岳星岐 王慧 +2 位作者 赵国超 周国强 宋宇宁 《振动与冲击》 北大核心 2025年第11期92-100,共9页
为探究斜盘式轴向柱塞泵振动的发生机理,建立了斜盘式柱塞泵配流副油膜有限元模型,通过试验验证了模型具有高度的准确性,并采用等间距试验法分析了排油口负载压力、缸体转速和斜盘倾角等工况参数对配流副油膜的压力场特性、温度场特性... 为探究斜盘式轴向柱塞泵振动的发生机理,建立了斜盘式柱塞泵配流副油膜有限元模型,通过试验验证了模型具有高度的准确性,并采用等间距试验法分析了排油口负载压力、缸体转速和斜盘倾角等工况参数对配流副油膜的压力场特性、温度场特性、正压力特性和空化特性的影响规律。研究结果表明:柱塞在吸油区与排油区相互转换阶段,随着排油口负载压力、缸体转速和斜盘倾角等工况参数增大,配流副油膜的局部高压和高温区域面积均增大,油膜正压力增大,油膜空化程度增大,油膜气相体积分数峰值分别由5.61%增至6.32%、2.24%增至3.94%、5.61%增至6.37%,均会加剧斜盘式轴向柱塞泵的振动现象;随着吸油口压力的增大,油膜空化程度降低,油膜气相体积分数峰值由2.99%降低至1.51%,在实际设计柱塞泵时各工况参数的取值存在最优区间。 展开更多
关键词 斜盘式轴向柱塞泵 配流副 油膜特性 振动 参数分析
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基于逐次变分模态分解的液压轴向柱塞泵故障特征提取方法 被引量：2
12
作者 马景涛 汤胜楠 +2 位作者 朱勇 周涛 郑智剑 《液压与气动》 北大核心 2025年第3期100-110,共11页
当液压轴向柱塞泵关键摩擦副出现故障时,其振动信号会出现调制现象,振动信号中的故障调制特征与特定的故障类型形成对应关系,通过信号分解可以从振动信号中提取出故障特征,进而用于故障诊断。以液压轴向柱塞泵为研究对象,利用变分模态... 当液压轴向柱塞泵关键摩擦副出现故障时,其振动信号会出现调制现象,振动信号中的故障调制特征与特定的故障类型形成对应关系,通过信号分解可以从振动信号中提取出故障特征,进而用于故障诊断。以液压轴向柱塞泵为研究对象,利用变分模态分解和逐次变分模态分解分别对不同的仿真信号在含噪的情况下进行分解重构,综合对比了两种算法在分解性能方面的差异;最后将两种算法用于实测振动信号的故障特征提取中。结果表明:两种算法均适用于液压轴向柱塞泵的故障特征提取;逐次变分模态分解能更精确地重构出与柱塞泵故障高度相关的有效分量;变分模态分解提取到的有效分量幅值衰减更小,对微弱故障特征更加敏感。 展开更多
关键词 液压轴向柱塞泵 故障诊断 故障特征提取 变分模态分解 逐次变分模态分解
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轴向柱塞泵变量机构的控制特性与优化研究 被引量：3
13
作者 董佳鑫 胡晓兵 +2 位作者 杜玲羽 刘国刚 杨莽 《机床与液压》 北大核心 2025年第5期107-113,共7页
为提高轴向柱塞泵变量机构的控制特性,改善由于系统非线性、时变性等因素导致的响应速度慢和超调量较大等问题,以轴向柱塞泵的变量机构为研究对象。根据系统物理结构及工作原理,通过经验累计及理论分析计算,建立比例阀控液压缸各个环节... 为提高轴向柱塞泵变量机构的控制特性,改善由于系统非线性、时变性等因素导致的响应速度慢和超调量较大等问题,以轴向柱塞泵的变量机构为研究对象。根据系统物理结构及工作原理,通过经验累计及理论分析计算,建立比例阀控液压缸各个环节的数学模型。采用AMESim仿真平台对变量机构及比例阀控液压缸进行系统建模,并将仿真结果与样机试验结果进行对比,以验证模型的准确性。基于AMESim/Simulink联合仿真平台建立PID及模糊PID控制算法联合仿真模型,对比分析闭环系统的动态响应性能。仿真结果表明:相较于普通PID控制,自适应模糊PID控制效果更好,系统超调量显著减小,缩短了调节时间并有效减少了稳态误差,具有良好的控制特性。 展开更多
关键词 轴向柱塞泵 变量机构 位置控制 模糊控制 联合仿真
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轴向柱塞泵微织构表面滑靴副摩擦特性研究 被引量：3
14
作者 李林 袁昊 +2 位作者 仉志强 吕平洙 赵立全 《润滑与密封》 北大核心 2025年第6期23-30,共8页
为改善轴向柱塞泵滑靴副的摩擦性能,在滑靴副表面加工微织构,采用正交试验方法,仿真分析工况参数(膜厚、转速)、表面织构形状和参数(直径、深径比)及面积率对滑靴副表面承载力的影响。结果表明:各影响因素的主次顺序为转速、面积率、坑... 为改善轴向柱塞泵滑靴副的摩擦性能,在滑靴副表面加工微织构,采用正交试验方法,仿真分析工况参数(膜厚、转速)、表面织构形状和参数(直径、深径比)及面积率对滑靴副表面承载力的影响。结果表明:各影响因素的主次顺序为转速、面积率、坑形、直径、深径比、膜厚;最优组合参数为转速1500 r/min、膜厚20μm、圆球形凹坑、织构直径500μm、深径比0.4、面积率20%。采用锡青铜和球墨铸铁组成的销盘摩擦副模拟滑靴副,通过正交试验得出各因素的最优组合为织构直径500μm、深度200μm、面积率20%、转速1000 r/min、加载力20 N;微织构表面的摩擦因数与光滑表面的摩擦因数相比,最大平均减摩率达26.974%。搭建轴向柱塞泵的滑靴副摩擦试验系统,在多种压力和排量下测试了最优微织构表面的摩擦力,结果表明,织构滑靴副的减摩率最高可达18.13%。 展开更多
关键词 轴向柱塞泵 滑靴副 表面织构 摩擦特性 流体动压效应
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高转速轴向柱塞泵柱塞-滑靴组件的动力特性分析 被引量：2
15
作者 龙运伟 陈溪奉 +2 位作者 邵雪嵩 贠振刚 李少年 《液压与气动》 北大核心 2025年第5期81-88,共8页
针对高转速轴向柱塞泵柱塞-滑靴球铰副失效问题,开展柱塞-滑靴组件的动力特性分析。首先建立柱塞-滑靴的动力学模型,采用流场仿真方法分析柱塞腔的压力变化,然后利用多体动力学仿真软件求解柱塞-滑靴之间的作用力,最后应用增广拉格朗日... 针对高转速轴向柱塞泵柱塞-滑靴球铰副失效问题,开展柱塞-滑靴组件的动力特性分析。首先建立柱塞-滑靴的动力学模型,采用流场仿真方法分析柱塞腔的压力变化,然后利用多体动力学仿真软件求解柱塞-滑靴之间的作用力,最后应用增广拉格朗日法和有限元软件的稳态结构分析柱塞和滑靴变形和应力。结果显示,随着负载压力、斜盘倾角、转速的增大,柱塞腔负压和排油压力增大、柱塞-滑靴组件作用力也增大;柱塞最大应力和变形分别为80.4 MPa、0.0213 mm;滑靴最大应力和变形位于滑靴的收口部位,数值分别为168.4 MPa、0.0057 mm,为高转速轴向柱塞泵柱塞-滑靴球铰副设计提供一定参考。 展开更多
关键词 轴向柱塞泵 柱塞 滑靴 有限元分析 强度校核
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轴向柱塞泵流量脉动成因及成分数值仿真分析 被引量：2
16
作者 汪文涛 潮群 +1 位作者 林泽宇 刘成良 《液压与气动》 北大核心 2025年第2期17-24,共8页
流量脉动是轴向柱塞泵输出油液时的固有属性,其诱发的压力脉动直接影响柱塞泵及整个液压系统的工作品质和服役寿命。为阐明轴向柱塞泵流量脉动成因和成分,建立了轴向柱塞泵三维瞬态CFD仿真模型,搭建了轴向柱塞泵出口压力脉动测试平台,... 流量脉动是轴向柱塞泵输出油液时的固有属性,其诱发的压力脉动直接影响柱塞泵及整个液压系统的工作品质和服役寿命。为阐明轴向柱塞泵流量脉动成因和成分,建立了轴向柱塞泵三维瞬态CFD仿真模型,搭建了轴向柱塞泵出口压力脉动测试平台,验证了仿真模型的有效性。通过调整仿真模型的几何结构参数,解耦出柱塞泵流量脉动中的几何脉动、倒灌脉动、泄漏脉动和死区脉动分量,仿真分析了不同工况下各脉动分量对柱塞泵总流量脉动的幅值贡献率。结果表明,几何脉动和倒灌脉动加剧出口流量脉动,而死区脉动和泄漏脉动抑制出口流量脉动。在出口压力10 MPa和转速1000 r/min工况下,几何脉动和倒灌脉动对出口流量脉动的贡献率分别为9%和214%,死区脉动和泄漏脉动对出口流量脉动的贡献率分别为-35%和-88%。研究结果为轴向柱塞泵出口流量脉动的形成机理及抑制方法提供了重要理论依据。 展开更多
关键词 轴向柱塞泵 流量脉动 CFD仿真
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基于NSGA-Ⅱ的轴向柱塞泵配流盘结构优化设计 被引量：1
17
作者 张振生 蔡景 +1 位作者 程冲 张航源 《机床与液压》 北大核心 2025年第9期145-154,共10页
配流盘错配角与阻尼槽结构对柱塞泵的压力-流量特性具有至关重要的作用。为了优化轴向柱塞泵的压力-流量脉动特性,提出一种基于快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的配流盘低脉动、低冲击参数优化方法,对柱塞泵的错配角和阻尼槽参数进行... 配流盘错配角与阻尼槽结构对柱塞泵的压力-流量特性具有至关重要的作用。为了优化轴向柱塞泵的压力-流量脉动特性,提出一种基于快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的配流盘低脉动、低冲击参数优化方法,对柱塞泵的错配角和阻尼槽参数进行优化。对配流盘配流特性进行研究,分析不同错配角与三角阻尼槽参数对过流面积的影响。构建柱塞泵ADAMS-AMESim联合仿真模型,求解柱塞泵输出流量与缸体对配流盘压紧力特性的关系。最后,构建基于NSGA-Ⅱ的配流盘多目标参数优化模型,以柱塞泵输出流量脉动最小和缸体对配流盘的压紧力脉动率最小为优化目标,对错配角与三角阻尼槽参数进行寻优。结果表明:与原始结构相比,优化后的结构流量脉动率降低47.23%,缸体对配流盘压紧力脉动率降低了13.63%。 展开更多
关键词 轴向柱塞泵 配流盘 联合仿真 多目标优化 低脉动
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融合VMD和CNN的轴向柱塞泵配流盘故障诊断方法 被引量：1
18
作者 强熠宇 杨景昆 +2 位作者 石锐 关栋 秦永法 《机床与液压》 北大核心 2025年第16期156-163,共8页
配流盘是轴向柱塞泵关键的部件之一,长期运转会出现磨损,传统的故障诊断依赖于特征提取,但机械运转过程中噪声大,导致有效信号被淹没。针对配流盘故障检测问题,提出一种融合变分模态分解和卷积神经网络的配流盘故障识别方法VMD-CNN-BiLS... 配流盘是轴向柱塞泵关键的部件之一,长期运转会出现磨损,传统的故障诊断依赖于特征提取,但机械运转过程中噪声大,导致有效信号被淹没。针对配流盘故障检测问题,提出一种融合变分模态分解和卷积神经网络的配流盘故障识别方法VMD-CNN-BiLSTM-Attention。利用数据采集系统采集配流盘3种故障状态的振动信号;利用变分模态分解对振动信号进行预处理,并得到本征模态分量;最后,对本征模态分量进行样本熵计算,将得到的熵值输入卷积神经网络与双向长短记忆网络以及注意力机制结合的模型中进行训练,实现轴向柱塞泵配流盘故障分类。实验结果表明:相比VMD-CNN、CNN-BiLSTM、CNN方法,所提VMD-CNN-BiLSTM-Attention配流盘故障诊断方法在分类性能上表现出色,分类准确率最高为99.2%,能够有效提取振动信号特征,从而提高训练效率。 展开更多
关键词 变分模态分解 轴向柱塞泵 卷积神经网络 双向长短记忆 故障诊断
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基于精细复合多元多尺度散布熵和深度残差收缩网络的轴向柱塞泵故障诊断 被引量：1
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作者 储焰 常远 汤何胜 《机床与液压》 北大核心 2025年第6期142-147,共6页
为了克服单传感器振动信息不能全面表达柱塞泵故障特征信息的问题,提出一种新的轴向柱塞泵故障诊断方法,将精细复合多元多尺度散布熵(RCMMDE)嵌入深度残差收缩网络(DRSN)框架中,更精确地提取轴向柱塞泵非线性故障特征。通过RCMMDE全面... 为了克服单传感器振动信息不能全面表达柱塞泵故障特征信息的问题,提出一种新的轴向柱塞泵故障诊断方法,将精细复合多元多尺度散布熵(RCMMDE)嵌入深度残差收缩网络(DRSN)框架中,更精确地提取轴向柱塞泵非线性故障特征。通过RCMMDE全面表征轴向柱塞泵故障信息,构建故障特征集;利用DRSN对轴向柱塞泵的故障进行分类;最后,通过轴向柱塞泵故障模拟实验,获取典型故障信号特征,并与其他智能诊断算法进行对比,验证模型的泛化能力,实现柱塞泵故障特征的精准识别。结果表明:随着尺度因子的增大,RCMMDE可实现轴向柱塞泵微弱故障特征的有效分离;DRSN模型提高了对高噪声振动信号的特征学习能力,故障诊断精度达到96.21%,明显优于其他分类算法。 展开更多
关键词 轴向柱塞泵 故障诊断 精细复合多元多尺度散布熵(RCMMDE) 深度残差收缩网络(DRSN)
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轴向柱塞泵织构化柱塞副低压程润滑特性研究
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作者 罗刚 何涛 +2 位作者 王传礼 赵凯平 郑浩 《中国机械工程》 北大核心 2025年第11期2525-2536,共12页
柱塞副的润滑状态是决定轴向柱塞泵使用寿命的关键,因此提出一种织构化柱塞副以降低低压程油膜的失效风险。针对柱塞副的支撑长度可变,基于动态节点网格建立了一种柱塞副织构化表面润滑模型。采用有限差分法对压力方程进行离散处理,通... 柱塞副的润滑状态是决定轴向柱塞泵使用寿命的关键,因此提出一种织构化柱塞副以降低低压程油膜的失效风险。针对柱塞副的支撑长度可变,基于动态节点网格建立了一种柱塞副织构化表面润滑模型。采用有限差分法对压力方程进行离散处理,通过油膜压力和偏心量的双层循环获取织构化表面的压力和膜厚分布,分析工况参数和织构参数对润滑特性的影响。研究结果表明:更大的织构半径和织构面积率对柱塞副的润滑减摩效果更好,减摩作用的影响顺序(从高至低)为:织构面积率,织构半径,织构深度;增大织构半径和减小织构深度均可增强油膜的承载能力,且30%的织构面积率具有更高的工况适应度;结合负载试验,织构化试件的摩擦因数较无织构时的摩擦因数最大降幅可达29.8%。研究结果可为轴向柱塞泵的摩擦学设计提供参考。 展开更多
关键词 轴向柱塞泵 织构化柱塞副 润滑特性 低压程 偏心量
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