可视化溢流阀失稳实验教学平台设计与分析
2021-04-02邱林宾
机械设计与制造 2021年3期
邱林宾,马 威,金 纯
(1.北京科技大学机械工程学院,北京 100083;2.北京科技大学土木与资源工程学院,北京 100083)
1 引言
溢流阀作为机械设备液压系统中的一个重要液压元件,在工程机械中具有广泛应用。溢流阀在液压系统中起安全保护作用,关系到系统正常运转。然而溢流阀常发生不稳定颤振现象,使其不能正常工作。同时,在车辆工程《液压传动与控制》课程中,溢流阀是一个重要知识点。目前大多采用拆装实验、回路系统实验来教学溢流阀的特性与使用,但是由于溢流阀工作过程中学生不能直接观察到内部工作原理,学生对溢流阀的结构、原理以及失稳颤振现象掌握不足[1-2]。
针对溢流阀稳定性理论以及教学难点,各大高校以及研究所对此进行了大量研究和探索,更新了实验装备,尝试了新的教学方法。在失稳机理方面,文献[3]发现入口管对阀芯振动的影响,并通过数值模拟进行了稳定性尺寸预测。文献[4]设计了湍流模型,从介质和传热角度分析了阀芯运动规律。文献[5]通过计算溢流阀模型内的速度压力场分析了震颤原因。文献[6]同样进行了数值仿真讨论分析了弹簧刚度阀口直径与失稳现象之间的关系。在文献[7]基于CATIA 和AMESim 虚拟仿真软件设计了教学系统,提高了教学效果。文献[8]应用UG 与3ds Max 搭建零件模型,加强实验人机交互。文献[9]基于Automation Studio 设计了实验教学方法,提高了学生的实验效率和教学效果。文献[10]改善了现有的液压实验台,可以根据学生需求自行设计研发实验工作,提高了学生的实验自主性、多样性。……
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