《大斷面掘進裝備極端工況下的電液系統載荷順應性研究》是依託西安交通大學，由施虎擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：大斷面掘進裝備極端工況下的電液系統載荷順應性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：施虎
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
大斷面掘進裝備是國家基礎設施建設、資源開發和國防建設急需的重大戰略性裝備。項目針對大斷面掘進裝備穿越地質複雜、電液系統易遭受隨機突變大載荷等特點，在前期液壓系統順應性理論研究的基礎上研究該類裝備極端掘進工況下的電液系統突變載荷順應性原理及設計方法。探索大斷面掘進裝備電液系統在突變外載荷作用下的液壓衝擊產生機理和傳遞規律，建立機液耦合動態分析模型，提出衝擊載荷域描述方法；研究載荷突變工況下大功率電液系統液控自適應原理，研製超載液壓力直接驅動的大斷面掘進裝備電液系統液控動力調節機構；建立電液系統突變載荷順應性評價體系，揭示電液系統特徵和狀態參數對突變載荷順應性的影響規律，在數值分析和實驗驗證基礎上，提出基於順應性的電液系統參數設計和最佳化方法。預期成果不僅有利於完善大斷面掘進裝備電液系統設計理論體系，而且為我國重大裝備自主創新能力的提升提供理論和技術支撐，具有重要科學研究意義和工程套用價值。
結題摘要
項目針對大斷面掘進裝備穿越地質複雜、電液系統易遭受隨機突變大載荷的工況特點，在前期研究的基礎上從載荷產生、傳遞與抑制三個方面研究了該類裝備極端掘進工況下的電液系統突變載荷順應性原理及設計方法。通過分析電液系統突變載荷動態回響機理、設計突變載荷快速回響液控調節裝置、提出動態評價指標並最佳化系統突變載荷順應性，對推進電液系統突變載荷回響特性進行深入研究，形成了液壓系統壓力快速回響分析方法，從而提升了系統對外界突變載荷快速回響和衝擊抑制的能力。開展了盾構推進電液系統突變載荷動態建模和數值仿真，進行了管道彈性、液體慣性和壓縮性對電液系統穩定性及快速回響性的作用規律研究。基於赫茲碰撞理論分析了推進液壓缸突變載荷壓力衝擊產生機理，並採用衝擊液控原理設計了突變載荷壓力衝擊能量吸收裝置和超載液壓力直接驅動的盾構掘進裝備電液系統液控動力調節機構，通過典型掘進工況下的動態仿真分析研究了盾構推進電液系統突變載荷動態回響特性的評價方法和指標。基於突變載荷順應性對採用不同元件及布局型式的推進液壓系統設計方法和突變載荷順應特性進行對比研究，並提出了突變載荷順應性最佳化設計方法。研究了液壓系統突變載荷作用下的流固耦合效應，建立了長管道液壓系統不穩定流的壓力波動模型，分析了管道彈性、液體慣性和壓縮性對液控系統穩定性及快速回響性的影響，為長管道液壓系統設計提供理論基礎。通過項目的實施，目前已發表論文7篇，申請發明專利4項（授權3項）。
