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缓冲器作为设备运行过程中减缓刚性碰撞的安全保护装置,广泛应用于武器装备、起重运输、港口机械、冶金机械、车辆等机械设备中。在液压缓冲器中,起着关键作用的是阻尼孔的结构形式,其结构设计决定了缓冲器缓冲性能的好坏。然而,很多重型机械或机械设备在不同的工况下,所受冲击载荷是持续、变化的,传统冲击载荷作用下缓冲器的结构设计已不能满足其在变载荷作用下的缓冲性能。 本文以多孔式液压缓冲器为研究对象,通过建立多变载荷作用下缓冲器的数学模型,对其阻尼孔进行了结构设计。通过实例计算对缓冲器的缓冲特性进行数值仿真及结果分析,并对阻尼孔结构的进行了优化设计。本文取得的研究成果主要有以下几个方面: (1)分析缓冲器在变载荷作用下的受力情况,计算了阻尼孔面积与缓冲力的函数关系,并根据阻尼孔的流量特性,选择细长孔作为缓冲器的阻尼孔;同时根据工作腔流量连续方程,建立了缓冲器缓冲过程的数学模型; (2)根据缓冲器数学模型,推导出阻尼孔面积与缓冲位移的函数关系,以及不同位移处阻尼孔数量的计算公式;同时对变载荷作用下的缓冲器主要零部件进行了结构设计。 (3)根据实例计算,利用SIMULINK建立仿真模型,分析了不同参数对阻尼孔面积曲线的影响。根据实例计算进行了阻尼孔的初步布局,对该布局下的缓冲器缓冲特性进行了数值仿真分析以及误差分析。分析结果表明,在等孔径等孔距的布局下,缓冲力对变载荷的自适应性较差,且在不同孔径和不同孔距的布局下,对误差的影响有所不同。 (4)利用二次插值原理,对阻尼孔的结构进行了优化,并对优化结果进行了仿真分析。分析结果表明,在优化后的孔径和孔距布局下,缓冲力对负载具有较好的自适应性,缓冲过程平稳,达到了优化效果。