混凝土泵车泵送液压系统故障仿真研究--《中南大学》2011年硕士论文
混凝土泵车泵送液压系统故障仿真研究
【摘要】：混凝土泵车是工程机械中技术含量最高、维护难度最大、价格最昂贵的复杂装备之一,因其灵活、高效率、高自动化程度及良好的机动性能而广泛应用于道路、桥梁、建筑等施工过程中。混凝土泵车泵送液压系统因系统复杂、流量大、换向频率高、液压冲击剧烈等原因,在工程施工时常发生故障,并且很难通过故障现象直接判断故障原因与故障位置。由于液压系统的液压泵、液压阀等大多都成本昂贵,若通过试验来获得训练用的数据样本,成本昂贵、周期长,而且很多故障样本很难通过试验来获得,而通过建立液压系统的虚拟仿真模型,对液压系统的分析及故障样本的获取具有重要意义。
本文首先介绍了混凝土泵车的发展历史,对泵车的构造、工作原理以及发展趋势进行了简要分析,对泵送液压系统的基本回路和工作原理进行了详细分析,并对泵送液压系统的工作过程进行了详细讲解；推导了液压基本元件的动态建模过程,研究了仿真软件AMESim的功能和特性,对泵送液压系统主要液压元件的工作原理、特性以及数学模型进行了详细地分析,利用AMESim仿真软件建立了叠加式溢流阀、二通插装阀、液控换向阀等元件的模型,并利用样本数据和试验数据对模型进行了优化,根据优化后的元件模型建立了整个液压系统的仿真模型,并分析了系统的特性；收集和整理了近两年来反馈的故障样本,找出泵送液压系统常发生的故障位置和原因,并对其进行了分类统计,在仿真模型里注入了几种典型故障,分析了各种故障对系统动态特性的影响,为后续的诊断模型提供了充足的训练样本；通过逻辑分析得出了几种典型故障的故障树并通过仿真或试验验证,为故障诊断提供理论指导。通过试验测试了泵送液压系统中关键节点的压力以及液压泵的振动信号,并通过物理模拟方法对主油缸泄漏、液压泵斜盘磨损、配流盘磨损以及轴承损坏等多种故障进行了测试与分析。
通过研究表明,数字仿真方法是分析泵送液压系统动态特性有效的途径,通过AMESim建立的仿真模型与试验测试相辅相成,解决了试验成本高、周期长甚至难以实现的问题,为故障样本的收集提供了便携有效的方法。
【关键词】：
【学位授予单位】：中南大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2011【分类号】：TU646【目录】：
摘要3-4ABSTRACT4-9第一章 绪论9-19 1.1 课题背景9 1.2 课题来源与研究意义9-10
1.2.1 课题来源9
1.2.2 研究意义9-10 1.3 混凝土泵车概述10-12
1.3.1 国内外混凝土泵车发展历史10-11
1.3.2 混凝土泵车的构造及工作原理11
1.3.3 混凝土泵车发展趋势11-12 1.4 泵送液压系统12-16
1.4.1 液压回路的基本构造14
1.4.2 液压系统的工作过程14-16 1.5 液压系统仿真技术的发展与应用16-17 1.6 液压系统故障诊断技术的现状和发展前景17 1.7 本课题的研究内容17-19第二章 泵送系统液压元件及负载动态建模研究19-34 2.1 基本液压元件动态建模19-25
2.1.1 基本容性元件建模19-23
2.1.2 基本阻性元件建模23-24
2.1.3 基本感性元件建模24-25 2.2 叠加式溢流阀的数学模型25-28 2.3 二通插装阀的数学模型28-30 2.4 液压缸模型30-31 2.5 系统的负载特性31-33 2.6 本章小结33-34第三章 基于AMESIM的液压元件和系统建模仿真34-54 3.1 AMESIM仿真平台34-36
3.1.1 AMESim概述34
3.1.2 工程系统仿真高级建模环境AMESim34-36 3.2 叠加式溢流阀的建模与仿真36-39
3.2.1 仿真模型及参数37-38
3.2.2 仿真结果与分析38-39 3.3 二通插装阀的建模与仿真39-42
3.3.1 AMESim模型及仿真结果39-40
3.3.2 优化方法与结果40-42 3.4 液控换向阀的建模与仿真42-46
3.4.1 液控换向阀原型42-43
3.4.2 AMESim模型的建立与仿真43-44
3.4.3 模型优化与分析44-46 3.5 液压缸及系统负载的建模与仿真46-49
3.5.1 液压缸模型46-48
3.5.2 系统的负载特性48-49 3.6 泵送液压系统建模与仿真49-52
3.6.1 泵送液压系统仿真模型49
3.6.2 仿真结果与分析49-52
3.6.3 仿真结论52 3.7 本章小结52-54第四章 泵送液压系统故障仿真研究54-68 4.1 泵送液压系统故障统计与分析54-56 4.2 主油缸故障仿真与分析56-58
4.2.1 泄漏故障的成因56
4.2.2 主油缸泄漏故障机理56-57
4.2.3 主油缸泄漏故障的数学模型57
4.2.4 主油缸泄漏故障仿真与分析57-58 4.3 叠加式溢流阀故障仿真与分析58-61
4.3.1 先导阀座阻尼孔故障58-59
4.3.2 主阀芯阻尼孔故障59-60
4.3.3 先导阀故障60
4.3.4 主阀弹簧故障60-61
4.3.5 叠加式溢流阀故障仿真总结61 4.4 插装阀故障仿真与分析61-64
4.4.1 插装阀故障分析62-63
4.4.2 插装阀故障仿真63-64 4.5 泵送液压系统故障树分析64-67
4.5.1 泵送主油路压力不足无力故障树65-66
4.5.2 泵送主油路无压力故障树66-67
4.5.3 泵送主油路憋压故障树67 4.6 本章小结67-68第五章 试验与分析68-80 5.1 泵车试验系统68-74
5.1.1 试验仪器68
5.1.2 试验泵车技术参数68-69
5.1.3 试验测点布置方案69-71
5.1.4 数据采集仪选择71-72
5.1.5 传感器的选择与安装72-74 5.2 泵送液压系统数据测试与分析74-79
5.2.1 泵送主油缸压力测量与分析74-77
5.2.2 液压泵振动信号测量与分析77-79 5.3 本章小结79-80第六章 总结与展望80-82参考文献82-87致谢87-88攻读硕士期间的主要研究成果88 攻读硕士期间主要参与的科研项目88 研究生期间发表的学术论文88 申请的国家发明专利88
欢迎：、、)
支持CAJ、PDF文件格式
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库
董增寿;[D];太原科技大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库
钟志宏;[D];中南大学;2012年
胡凡;[D];中南大学;2012年
邓丽君;[D];太原科技大学;2013年
郭月娥;[D];大连理工大学;2013年
隆建波;[D];长沙理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库
傅磊,屈福政,高顺德,苗玉彬;[J];大连理工大学学报;2000年01期
,游善兰;[J];工程机械;2004年12期
刘文涛;[J];工程机械与维修;1999年03期
陈润余,盛春芳;[J];工程机械与维修;2001年03期
孙道胜,翟红侠,廖绍峰;[J];合肥工业大学学报(自然科学版);1997年06期
李吉;李华聪;;[J];航空计算技术;2006年01期
贺尚红,缪雄辉;[J];长沙理工大学学报(自然科学版);2004年01期
刘权,曹雷焕;[J];建设机械技术与管理;1999年05期
盛春芳;[J];建设机械技术与管理;2000年01期
周迎春;[J];建设机械技术与管理;2001年06期
中国博士学位论文全文数据库
曾良才;[D];武汉理工大学;2005年
刘会勇;[D];浙江大学;2008年
贺湘宇;[D];中南大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库
杨晓乾;[D];长安大学;2003年
张仕全;[D];长沙理工大学;2004年
姜涛;[D];南京工业大学;2005年
朱学彪;[D];武汉科技大学;2005年
冯金光;[D];国防科学技术大学;2004年
仇文宁;[D];吉林大学;2005年
刘海丽;[D];西北工业大学;2006年
尹腾飞;[D];武汉理工大学;2006年
吴瀚晖;[D];湘潭大学;2006年
陈勇军;[D];浙江大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库
王从锋;刘德富;;[J];四川建筑科学研究;2011年05期
陈文辉;[J];安徽职业技术学院学报;2005年01期
李大华;[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年06期
刘传让;;[J];安徽科技;2011年04期
张忠纯;李晓慧;朱满平;;[J];安徽农业科学;2007年22期
佟刚;;[J];现代农业科技;2011年01期
陈先惠;;[J];宝钢技术;2010年06期
陈珩;翟金杰;李红梅;;[J];包钢科技;2008年06期
吕庆军,魏来生,周广明,李明全;[J];车辆与动力技术;2005年03期
吕庆军;周广明;席军强;;[J];车辆与动力技术;2006年01期
中国重要会议论文全文数据库
李艳杰;张昱;;[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
杜春燕;吴爱国;贾超;翟文鹏;张大鹏;;[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
江琳;;[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集（上）[C];2007年
郭大猛;赵丽娟;戴丽;刘杰;;[A];第四届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2008年
林明;蔡增杰;朱武峰;;[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
许有熊;李小宁;;[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
梁浩新;赵静一;郭瑞;;[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
韩新苗;聂松林;葛卫;刘谦;;[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
章敏莹;方群;金瑶兰;渠立鹏;王亚鸿;;[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
金瑶兰;方群;章敏莹;渠立鹏;王亚鸿;;[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库
徐志鹏;[D];浙江大学;2010年
傅林坚;[D];浙江大学;2010年
欧阳;[D];吉林大学;2011年
杨钫;[D];吉林大学;2011年
王吉;[D];吉林大学;2011年
王剑鹏;[D];吉林大学;2011年
李如平;[D];华中科技大学;2011年
王勇;[D];中国矿业大学（北京）;2011年
聂文平;[D];东北石油大学;2011年
王保明;[D];中国矿业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库
岳光亮;[D];山东科技大学;2010年
吴小旺;[D];山东科技大学;2010年
栾晓梅;[D];山东科技大学;2010年
张永;[D];郑州大学;2010年
付盼娣;[D];郑州大学;2010年
赵俊波;[D];郑州大学;2010年
吴志中;[D];郑州大学;2010年
王建勋;[D];郑州大学;2010年
马兴瑞;[D];哈尔滨工程大学;2010年
丰平;[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库
姚成玉;赵静一;;[J];兵工学报;2006年04期
董选明，裘丽华，王占林;[J];北京航空航天大学学报;1996年01期
张建华,王占林;[J];北京航空航天大学学报;1997年04期
汪学锋;贺晓燕;吴龙周;周炜;冷文浩;;[J];船舶力学;2006年04期
陈庚顺;[J];丹东纺专学报;2005年02期
刘海平;李建华;马岑睿;王崴;;[J];弹箭与制导学报;2007年05期
黄天戍,汪汝宁,袁学文;[J];单片机与嵌入式系统应用;2004年09期
冯良祥;段志善;滕维淑;;[J];大众科技;2010年05期
卿和民,邓林,李勇;[J];电子产品可靠性与环境试验;2001年04期
孙全,叶秀清,顾伟康;[J];电子学报;2000年08期
中国重要报纸全文数据库
本报记者 毛江华;[N];计算机世界;2005年
中国博士学位论文全文数据库
高英杰;[D];燕山大学;2000年
孟涛;[D];西北工业大学;2003年
郭健;[D];浙江大学;2004年
李宏坤;[D];大连理工大学;2003年
王海英;[D];长安大学;2003年
于涛;[D];北京化工大学;2006年
张冀;[D];华北电力大学（河北）;2008年
王永奇;[D];长安大学;2008年
贺湘宇;[D];中南大学;2008年
饶泓;[D];南昌大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库
杨慧;[D];哈尔滨工程大学;2010年
周蕾;[D];西安电子科技大学;2010年
孙书林;[D];武汉理工大学;2011年
郝明金;[D];大连理工大学;2011年
杨益;[D];南京航空航天大学;2009年
郑建丰;[D];东北大学;2009年
于文征;[D];南京理工大学;2002年
韦家增;[D];合肥工业大学;2002年
金雪燕;[D];北京工业大学;2003年
高峰;[D];北京工业大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库
蔡伟;李慧;戴民强;杨志勇;;[J];液压与气动;2014年08期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库
周宗玉;[J];安徽机电学院学报;2000年02期
鞠万群,韩秋实;[J];北京机械工业学院学报;2001年01期
卢宁;付永领;孙新学;;[J];北京航空航天大学学报;2006年09期
董选明，裘丽华，王占林;[J];北京航空航天大学学报;1996年01期
张建华,王占林;[J];北京航空航天大学学报;1997年04期
王少萍,王占林;[J];北京航空航天大学学报;1997年06期
陈立周,于晓红,翁海珊;[J];北京科技大学学报;1999年01期
费庆,李保奎,梁启宏;[J];北京理工大学学报;2002年03期
王向周，王渝，白志大;[J];北京理工大学学报;1997年03期
郑红;[J];本溪冶金高等专科学校学报;2001年03期
中国博士学位论文全文数据库
高英杰;[D];燕山大学;2000年
郭明;[D];浙江大学;2004年
王海英;[D];长安大学;2003年
荆宝德;[D];吉林大学;2005年
吴振昕;[D];吉林大学;2007年
彭栋;[D];上海交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库
康辉梅;[D];湘潭大学;2002年
王芳;[D];大连理工大学;2003年
李毅;[D];西北工业大学;2003年
汪红兵;[D];长安大学;2003年
张大庆;[D];长安大学;2003年
柴继河;[D];西安理工大学;2004年
陈东宁;[D];燕山大学;2004年
杨旭东;[D];西北工业大学;2004年
李思忠;[D];西安建筑科技大学;2004年
戴孝锋;[D];南京理工大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库
李默燃;[J];建筑机械;2002年06期
曾谊晖,旷永瑞;[J];建筑机械;2003年06期
,易庆;[J];建设机械技术与管理;2003年02期
刘永东;[J];今日工程机械;2003年05期
唐懿;[J];今日工程机械;2003年05期
李成义;[J];今日工程机械;2003年10期
程素芳;[J];工程机械;2004年01期
吴学松;[J];建筑机械化;2004年03期
卓先领,徐怀玉;[J];机电信息;2004年03期
王海英,胡新杰;[J];建筑机械;2004年11期
中国重要会议论文全文数据库
张光宇;张国忠;冯升华;;[A];中国工程机械学会2003年年会论文集[C];2003年
张大庆;郝鹏;何清华;杨晓乾;;[A];第三届全国流体传动及控制工程学术会议论文集（第二卷）[C];2004年
张大庆;郝鹏;何清华;杨晓乾;;[A];机床与液压学术研讨会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库
赵宏清;[N];中国工业报;2007年
老贾;[N];建筑时报;2007年
舒畅;[N];中国建设报;2006年
司宁博;[N];中国工业报;2008年
金陵;[N];中国建材报;2009年
唐爱平;[N];湖南日报;2013年
陈克然;[N];中国建设报;2013年
艾绸哲;[N];中国建材报;2003年
徐晏;[N];中国证券报;2007年
陈克然;[N];建筑时报;2007年
中国博士学位论文全文数据库
王斌华;[D];长安大学;2009年
唐宏宾;[D];中南大学;2012年
滑广军;[D];中南大学;2013年
王海英;[D];长安大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库
王瑞;[D];长安大学;2009年
田润利;[D];长安大学;2009年
娄敏华;[D];长安大学;2010年
李庆晖;[D];吉林大学;2005年
吴瀚晖;[D];湘潭大学;2006年
王栋;[D];上海交通大学;2012年
田荣亮;[D];辽宁科技大学;2012年
闫维;[D];吉林大学;2013年
杨昀梓;[D];长沙理工大学;2009年
邱艳峰;[D];燕山大学;2011年
&快捷付款方式
&订购知网充值卡
400-819-9993
《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
同方知网数字出版技术股份有限公司
地址：北京清华大学 84-48信箱 大众知识服务
出版物经营许可证 新出发京批字第直0595号
订购热线：400-819-82499
服务热线：010--
在线咨询：
传真：010-
京公网安备75号