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液压管路响应计算

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发表于 2023-11-7 16:06:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
最近项目需要用到液压管路响应计算,做了一份笔记,总感觉和想得不一样,发上来大家一起看看。

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发表于 2023-11-7 17:15:38 | 显示全部楼层
大侠厉害。
俺有个不成熟的看法:压力由负载决定。当压力最终建立之后,液压油没有流动,那么是不是只应考虑体积模量压损,而不必考虑沿程压损和惯量压损了? 因为程压损和惯量压损是压力最终建立之前的过程。
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发表于 2023-11-7 17:31:11 | 显示全部楼层
挺好,这些东西都得学,学完就硬玩,去实践,

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周边人都往后退,逗乐的很,有一个跟我说这玩意太复杂,怕弄不出来砸饭碗。我心想,你这畏畏缩缩的样子,也吃不了二两饭。  发表于 2023-11-7 17:35
头回弄,没玩过液压,后续可以对比一下实验数据。  发表于 2023-11-7 17:34
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 楼主| 发表于 2023-11-7 17:33:22 | 显示全部楼层
井里蛙 发表于 2023-11-7 17:15
大侠厉害。
俺有个不成熟的看法:压力由负载决定。当压力最终建立之后,液压油没有流动,那么是不是只应考 ...

感谢您的回复,我这个有些特殊,就是左侧压力端其实是通过电缸瞬间推液压缸活塞杆形成的。

电缸的机电时间常数大概为20ms,这个本系统不考虑,最后加和。

我试一下取消沿程和惯量压损。
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发表于 2023-11-7 17:59:48 | 显示全部楼层
输入,
单位阶跃,L[1(t)]=1/s,
脉冲,L[δ(t)]=1。
输入,假如阶跃的话,估计忘了。

高阶系统,逆换比较困难,有些留数法都干不动,
开环频域与时域指标有近似对应关系,
截止频率,相角裕度,无阻尼频率,最大超调量,调节时间,
老胡的书,可以估算的。

不行了,基础都生疏了。

点评

发新帖了。  发表于 2023-11-8 13:06
老哥,老胡的书可以推荐一下吗?感谢!  发表于 2023-11-8 09:49
现在偷懒,这个四阶,咱软件逆变了。  发表于 2023-11-7 18:02
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 楼主| 发表于 2023-11-7 18:09:32 | 显示全部楼层
本帖最后由 零件工程师 于 2023-11-7 18:14 编辑
波塞冬的信徒 发表于 2023-11-7 17:59
输入,
单位阶跃,L[1(t)]=1/s,
脉冲,L[δ(t)]=1。

老哥,

我一直感觉几个系数矩阵有问题。

物理模型是这样的:

左侧电缸,直联液压缸活塞杆,向右推,电缸扭矩控制,折算推力,达到一个想要的缸内压力。这个时候开始这个模型,柱塞缸内径16mm,最大行程170mm,但是每次打压位置不定在行程范围内的某个位置,同轴直联一个G3/8孔对外硬管输出,系统计算的末端是本次计算的完了。

PID那套都先不管,只是楞打一个压力,看最坏情况。

但是核心的问题来了,这个末端的右侧其实是一个活塞,行程2mm, 直径25.4mm,所以这个末端,有点不懂了,
(1)是按开路算?那么沿程压损、惯量、压缩这些都想要加进去,并且末端似乎并不应该止步于活塞前端。
(2)还是按闭口算?只考虑压缩,但是压缩在这个环境下压力是相同的,谈不上响应。
(3)还是说之前整复杂了,直接考虑活塞自身惯量、位移这些玩意?

如果是管内初始没有油,瞬时打压到这个目标压力,然后算末端的响应,这条曲线我觉得是可以用的,没有问题,逻辑是通的。
但是提前充满油,电缸推杆建压,最终推活塞。我觉得这个曲线不对,很不合适。

哈哈,假如啊,模型建好,咱还想把阶跃改闭环控制试吧试吧,卡第一步了。

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惯量本身,具体到方程里,具体是影响高阶那几个系数值,直接去除,对图形影响也不大。 有几个敏感系数:缸径、管长、动态粘度、密度  发表于 2023-11-8 09:52
感谢您的回复,公式出处:Fluid Power Engineering M.Galal Rabie  发表于 2023-11-8 09:51
考察压力增益管道末端按闭口;考察流量增益管道末端按开口。  发表于 2023-11-8 06:19
大侠的数学功底很好!  发表于 2023-11-7 23:24
Q0,Q1,Q2…QL应满足质量守恒和连续性方程(质量流量始终相等,不同截面处流速变化);管道内流体惯量公式有出处吗?简化计算建议等效果为恒压源...  发表于 2023-11-7 23:15
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发表于 2023-11-7 18:49:58 | 显示全部楼层
零件工程师 发表于 2023-11-7 18:09
老哥,

我一直感觉几个系数矩阵有问题。

有些次要因素可以忽略了。

对于MPa量级,
λ,参考莫迪图,放到最大,取0.1,
速度算2m/s
沿程阻力,ΔP=1/2*λ*L/d*ρ*u^2=1/2*0.1*0.2/0.016*1050/2*2^2=1312 Pa,
差两个数量级,这明显就可以忽略了。

最终建压一样,
有油,相当于直接带载荷,框图上看,好像是串进去一个负反馈。
然后,无油,相当于增加一个延迟。

传函假如不相同,开环系统,可以对比一下误差。

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λ,0.1,这个可以的,只是几何参数多少对这玩意有影响,又是软件自己算,所以还是列公式输入已知量稳妥,并不费事。  发表于 2023-11-8 09:59
再具体些,是DOT3 刹车油。亲水性差,而且电缸最大推杆速度635mm/s。再高也可以,出力上不去了。  发表于 2023-11-8 09:55
非满管,容积,湿周,等效直径,努力算就是了。电在通,泵在转,怎么还能没输出呢,能量不能被什么生吞了。  发表于 2023-11-8 09:14
3m长的管没无油,左侧缸行程1700mm,两者直径相当,单次行程管内充不满油,所以建不起来压力。  发表于 2023-11-8 08:15
非稳态,没说是定量,定压,系统即时工作点还随时在漂,当然都需要考虑。  发表于 2023-11-8 07:05
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发表于 2023-11-7 18:58:59 | 显示全部楼层
大侠,压力按声速传播,但是液压油的弹性模量不稳定,溶解空气量直接影响弹性模量,另外,管路的弹性要折算到液压油,钢管只要不太薄影响不大,软管影响大。波的折射反射之类对压力的传递影响不大,也很难去搞。

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用的是硬管,会有些折弯,局部压损就先不考虑了,太复杂。  发表于 2023-11-8 10:03
感谢您的回复,每次实验前都会做排气,换新油,我弄了气液油箱,排气时直接往油箱打气,对下边的油液加压,管中开始冒泡,稳定出液后判断排净  发表于 2023-11-8 10:01
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发表于 2023-11-7 19:00:54 | 显示全部楼层
1,感觉这套东西的时间应该卡在大惯量的地方,比如末端堵死,活塞杆和液压油应该经历加速到减速的这个过程,直到压力平衡,如果没有这些运动,单纯的压力传递应该非常快,
2,沿程压损系数f按层流理想系数不知道是否合适,可参考莫迪图,加入管壁粗糙度影响
没玩过,单纯由于楼主的分享有感,哈哈

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感觉活塞的移动速度不太可能快过压力波的传播速度  发表于 2023-11-8 18:40
你看,如果不考虑充油过程,管内油是满的,我不理解你如何把200bar的压力直接给上,这个过程不该是随着活塞移动压缩油液体积从而建立起压力吗  发表于 2023-11-8 18:39
你看,如果不考虑充油过程,管内油是满的,我不理解你如何把200bar的压力直接给上,这个过程不该是随着活塞移动压缩油液体积从而建立起压力吗  发表于 2023-11-8 18:38
感谢您的回复,引入活塞杆和带载启动其实更复杂一些,目前这个模型只考虑建压后到活塞前部分,全套考虑还是有些复杂的。拉姆达可以直接拉到0.1  发表于 2023-11-8 10:05
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