1

高壓柱塞泵馬達(dá)等效加速試驗(yàn)方法研究

高壓柱塞泵、馬達(dá)作為工程機(jī)械主機(jī)上的核心液壓零部件，其可靠性直接決定重大裝備的使用性能和壽命。國(guó)產(chǎn)高壓柱塞泵、馬達(dá)的性能和質(zhì)量與主機(jī)用戶(hù)的需求之間還有一定差距，內(nèi)在質(zhì)量不穩(wěn)定，精度保持性和可靠性低，與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品相比差距明顯，無(wú)法參照國(guó)外全壽命試驗(yàn)進(jìn)行可靠性評(píng)估。本課題擬采用加速退化試驗(yàn)方法對(duì)高壓柱塞泵、馬達(dá)進(jìn)行可靠性評(píng)估研究，以縮短液壓泵可靠性評(píng)估時(shí)間，節(jié)省試驗(yàn)費(fèi)用，主要研究以下內(nèi)容：
  1、對(duì)柱塞泵馬達(dá)的磨損、疲勞及老化等常見(jiàn)失效形式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，確定影響柱塞泵馬達(dá)可靠性的主要失效形式；
  2、柱塞泵、馬達(dá)三大摩擦副（柱塞副、滑靴副、配流副）摩擦磨損失效機(jī)理研究。采用理論和數(shù)值仿真相結(jié)合的方法研究流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng)等參數(shù)及其組合對(duì)摩擦磨損的影響規(guī)律，確定關(guān)鍵因素。
  3、開(kāi)展加速試驗(yàn)，基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法建立柱塞泵、馬達(dá)加速退化模型。
  4、基于加速退化模型，提出柱塞泵馬達(dá)加速退化試驗(yàn)最優(yōu)試驗(yàn)方法，減少試驗(yàn)時(shí)間，降低試驗(yàn)費(fèi)用，提高評(píng)估精度。
  5、綜合柱塞泵馬達(dá)失效狀態(tài)評(píng)定指標(biāo)及加速退化模型，提出加速柱塞泵、馬達(dá)可靠性評(píng)定方法。

1、確定影響柱塞泵、馬達(dá)可靠性的主要因素。
  2、確定流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng)等對(duì)三大摩擦副的摩擦磨損的影響規(guī)律。
  3、加速試驗(yàn)方法可節(jié)省試驗(yàn)時(shí)間50%，壽命預(yù)測(cè)可信度不低于85%。
  4、開(kāi)發(fā)可靠性評(píng)定軟件一套，實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓柱塞泵、馬達(dá)加速可靠性評(píng)估、壽命預(yù)測(cè)。
  5、發(fā)表論文兩篇（其中至少一篇論文被EI或SCI檢索），申請(qǐng)軟件著作權(quán)1項(xiàng)。

24

2

起重機(jī)變幅系統(tǒng)機(jī)液耦合仿真技術(shù)研究

    起重機(jī)運(yùn)動(dòng)主要包括起升、變幅和回轉(zhuǎn)，現(xiàn)有設(shè)計(jì)水平下，起升和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，變幅運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)變幅抖動(dòng)問(wèn)題。
      徐工起重機(jī)結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算技術(shù)較完善，但在機(jī)液耦合方面缺少相關(guān)研究。起重機(jī)變幅動(dòng)作是以液壓驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜的非線(xiàn)性過(guò)程，單純的進(jìn)行結(jié)構(gòu)力學(xué)分析而忽略機(jī)械結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)的耦合作用，無(wú)法真實(shí)的模擬變幅系統(tǒng)工作過(guò)程。本課題通過(guò)變幅系統(tǒng)機(jī)液耦合仿真研究，真實(shí)的模擬起重機(jī)變幅動(dòng)作的非線(xiàn)性工作過(guò)程，分析變幅系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性和控制特性，解決起重機(jī)變幅系統(tǒng)作業(yè)時(shí)抖動(dòng)問(wèn)題。
  1、建立臂架結(jié)構(gòu)力學(xué)和液壓控制系統(tǒng)耦合模型，分析變幅系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性和控制特性、結(jié)構(gòu)三鉸點(diǎn)偏差對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的影響。
  2、制定解決變幅系統(tǒng)抖動(dòng)的控制方案。

1、建立國(guó)際先進(jìn)的起重機(jī)變幅系統(tǒng)機(jī)液耦合仿真分析平臺(tái)。通過(guò)機(jī)液耦合仿真分析，解決起重機(jī)變幅系統(tǒng)抖動(dòng)難題，技術(shù)指標(biāo)的計(jì)算精度達(dá)到90%以上。
2、形成變幅系統(tǒng)控制解決方案，變幅系統(tǒng)工作時(shí),振動(dòng)頻率≥10Hz時(shí)變幅缸振動(dòng)加速度≤0.03g，振動(dòng)頻率≤5Hz起重臂變幅角度的平均波動(dòng)值<0.3°，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

24

3

消防車(chē)內(nèi)復(fù)雜管路和控制閥壓力損失評(píng)估方法與消防系統(tǒng)匹配特性研究

消防系統(tǒng)是舉高類(lèi)消防車(chē)不可缺少的基本配置，其性能直接決定了消防車(chē)的滅火效率和工作能力。目前，本行業(yè)對(duì)高空作業(yè)管路內(nèi)流體力學(xué)特性研究很少，流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析手段落后，系統(tǒng)壓力損失等關(guān)鍵參數(shù)僅采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，大部分關(guān)鍵元件的壓力損失計(jì)算甚至無(wú)經(jīng)驗(yàn)公式可依，造成產(chǎn)品實(shí)際消防能力與設(shè)計(jì)值存在一定偏差，部分產(chǎn)品甚至無(wú)法滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。針對(duì)上述問(wèn)題，擬開(kāi)展以下研究：
 
  1、建立舉高消防車(chē)內(nèi)復(fù)雜管路的流場(chǎng)仿真計(jì)算方法，為降低管路壓力損失、合理適配水泵-發(fā)動(dòng)機(jī)輸出特性提供優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。
  2、試驗(yàn)不同類(lèi)型的泡沫滅火劑在管路里的流動(dòng)特性，研究管路高效輸送的主要影響因素，指導(dǎo)消防系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品節(jié)能減排并提高滅火效性。
  3、通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比消防管路系統(tǒng)中的各類(lèi)控制閥、伸縮管及變徑接頭等典型元件的能耗特性以及在整個(gè)管路系統(tǒng)中壓力損失的影響因子，提出并規(guī)劃今后這些零部件的性能改進(jìn)要求。
  4、針對(duì)舉高噴射系列消防車(chē)，開(kāi)發(fā)一套壓力計(jì)算軟件，能夠定量準(zhǔn)確地計(jì)算各位置消防系統(tǒng)的壓力，為消防車(chē)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
  5、結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)和消防水泵的外特性曲線(xiàn)，給出消防系統(tǒng)動(dòng)力元件與復(fù)雜管路間的匹配方案。

1、確定消防車(chē)內(nèi)復(fù)雜直、彎和波紋形狀等管路的仿真方法。
  2、確定不同滅火劑、不同結(jié)構(gòu)對(duì)壓力、流線(xiàn)和湍動(dòng)能等水力學(xué)性能指標(biāo)的影響規(guī)律。
  3、確定消防管路系統(tǒng)壓力實(shí)驗(yàn)測(cè)試方案，驗(yàn)證理論和仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性；
  4、開(kāi)發(fā)一套消防系統(tǒng)壓力計(jì)算軟件，實(shí)現(xiàn)消防系統(tǒng)各位置壓力的準(zhǔn)確計(jì)算與動(dòng)力匹配。
  5、發(fā)表EI或SCI檢索論文1篇，申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利1項(xiàng)，申請(qǐng)軟件著作權(quán)1項(xiàng)。

24