Разработка методов и средств снижения динамических нагрузок в пневматических и гидромеханических системах

• Автор: Макарьянц, Георгий Михайлович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 225 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Анализ влияния динамических нагрузок на работоспособность
пневматических и гидромеханических систем
1.1 Динамические нагрузки в пневматических и гидромеханических системах
1.2 Анализ подходов к снижению повышенных динамических нагрузок в
пневматических и гидромеханических системах
1.3 Анализ методов расчёта динамических характеристик пневматических и
гидромеханических систем
1.3.1 Анализ методов моделирования турбулентных пульсаций давления и гидродинамического шума
1.3.2 Анализ методов моделирования автоколебаний в пневматических системах с регуляторами потока
Выводы по разделу
2 Разработка метода расчёта динамических характеристик пневматических и
гидромеханических систем с корректирующими устройствами
2.1 Метод расчёта динамических характеристик пневматических и гидромеханических
систем
2.2 Методика анализа процессов формирования динамических нагрузок в центральном
канале гасителя пульсаций
2.3 Методика анализа процессов формирования динамических нагрузок в регуляторах
потока
Выводы по разделу
3 Математическое моделирование динамических характеристик гасителей
колебаний гидромеханических систем
3.1 Допущения и область применения разработанной математической модели гасителя .
3.2 Выбор структуры гасителя. Предварительное определение динамических
характеристик
3.3 Моделирование турбулентных пульсаций давления в гасителе колебаний
3.4 Моделирование динамических характеристик гидромеханической системы с
гасителями колебаний
3.5 Проверка адекватности математической модели гасителя

3.6 Метод виртуальных динамических испытаний гидромеханической системы с
гасителями колебаний
Выводы по разделу
4 Математическое моделирование динамических характеристик пневматической
системы с регулятором потока
4.1 Допущения и область применения разработанной математической модели пневматической системы с регулятором потока
4.2 Методика численного моделирования сверхзвукового течения газа, стеснённого твёрдой поверхностью узкого канала
4.3 Моделирование течения газа в запорно-регулирующем элементе регулятора потока .
4.4 Проверка адекватности методики численного моделирования сверхзвукового
течения газа, стеснённого твёрдой поверхностью узкого канала
4.5 Моделирование динамических характеристик пневматической системы с регулятором потока
4.6 Проверка адекватности математической модели пневматической системы с регулятором потока
4.7 Метод виртуальных динамических испытаний пневматической системы с регулятором потока
Выводы по разделу
5 Экспериментальные исследования динамических характеристик пневматических и
гидромеханических систем
5.1 Исследование динамических процессов в гидромеханических системах с
гасителями колебаний
5.1.1 Экспериментальное оборудование для исследования динамических процессов
в гидромеханических системах с гасителями колебаний
5.1.2 Исследование фонового уровня динамических процессов в гидромеханической системе
5.1.3 Исследование динамических процессов в гидромеханической системе с гасителями колебаний
5.1.4 Исследование динамических процессов в гасителях колебаний
5.2 Исследование динамических процессов в пневматических системах с регуляторами
потока
5.2.1 Экспериментальное оборудование для исследования динамических процессов
в пневматических системах с регуляторами потока

5.2.2 Исследование динамических характеристик пневматических систем с регуляторами потока при воздействии стационарного потока воздуха
5.2.3 Исследование динамических характеристик пневматических систем с регуляторами потока при воздействии внешней вибрационной нагрузки
5.2.4 Исследование динамических характеристик пневматических систем с регуляторами потока при воздействии внутренней пульсационной нагрузки
5.2.5 Анализ условий возникновения автоколебаний в пневматических систем с регуляторами потока
5.2.6 Методика экспериментального определения силы дросселируемого газа, действующей на запорно-регулирующий элемент при возникновении автоколебаний в регуляторе потока
Выводы по разделу
6 Практическое использование результатов научной работы
6.1 Разработка средств снижения динамических нагрузок в испытательном
гидравлическом стенде
6.2 Разработка средств снижения динамических нагрузок в испытательном стенде с
дренажно-предохранительным клапаном
Выводы по разделу
Заключение
Список литературы
Приложение А. Акты внедрения научных положений и выводов
диссертационной работы
где г - расстояние между точкой наблюдения и точкой расположения источника, х,-, V,- - проекция точки наблюдения и её скорости на координатные оси, р0 - плотность жидкости, V -объём рассматриваемой области жидкости, V - объём, расположенный по другую сторону пластины и заполненный мнимыми квадруполями. Тогда выражение для расчёта интенсивности излучения пограничного слоя имеет вид
где 5 - площадь обтекаемой турбулентным потоком пластины, є - вихревая вязкость, с0 -скорость звука, — - градиент средней скорости по нормали к пластине, к = 21,3 - безразмер-

пая постоянная. Далее, исходя из полуэмпирических моделей, описывающих турбулентные характеристики пограничного слоя, рассчитывается спектр акустического излучения:
рость, т№ = р • йи/сЗу - касательные к стенке вязкие напряжения трения, р = р0У - динамическая вязкость жидкости, М = и/с0 - число Маха, сю - коэффициент поверхностного трения, определяемый из соотношения тш = сю(р0(/2/2), £2 = 16,0625-Не*1, 11е*=и*-5/у - пульсационное число Рейнольдса [111].
На рисунке 1.26 представлены результаты расчёта спектра гидродинамического шума, возникающего при обтекании пластины. Шум в низкочастотных областях обусловлен течением во внешней части пограничного слоя.
Спектр шума для течений с разным числом Рейнольдса в этой области представляет собой семейство кривых, которые круто возрастают с ростом частоты и расположены на частотах тем более низких, чем выше число Рейнольса [112]. При этом все спектры приобретают одинаковый
вид после достижения граничной частоты £2 = 16,0625 • Яе*1. Эта часть спектра обусловлена
турбулентным течением в слое постоянных напряжений и убывает с частотой сначала как аТ1, а затем всё более круто [112]. В случае шероховатой поверхности в турбулентном потоке появ-
(1.7)
Р{а))-и} _ Г 2,208 ■ 10-4 ■ й>-7/2 • ДеЯ • [3,09 - 1п{ш • йе,)]"1/2 при со < П,
(1.8)
г2 -у-м4-{са/2)2 [50,82-й/5/2-(1,23/27-1)7/2 приП<й>< 1,23.
при £2<ш < 1,23,
где Р(со) - спектральная плотность акустического давления, и* =л/йо/Ро ' динамическая ско-