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行业要闻
第三届中日流体动力论坛在太原召开
发布于:2014-10-23 15:54:03

     

      2014年8月15日,第三届中日流体动力论坛在太原召开,论坛由中国机械工程学会流体传动与控制分会与日本油空压学会共同主办,以“绿色•数字•智能”为主题,旨在加强中日学者在流体传动与控制领域的合作交流。
      这次论坛通过严格的程序,遴选了10篇高水平的学术文章,中日双方各5篇。这些论文代表中日双方近期在液压元件与伺服控制系统、气动元件与系统应用的最新研究成果。论文作者单位包括了中日双方10所在流体传动与控制领域颇有建树的大学,中国的大学包括华中科大、上海交大、北京理工、燕山大学和兰州理工;日本的大学包括法政大学、芝浦工大、福冈工大、津山国立科技和横滨国立。
      论坛由日本芝浦工大的伊藤教授和中国浙江大学的徐兵教授共同主持。10个学术报告精彩纷呈,基本反映了近期中日流体动力领域的热点方向。
      津山国立科技大学的高岩正广介绍了在康复机械领域气动模拟训练并联机器人的研究进展,尤其在模拟复杂人腕部康复训练动作的控制方面有很好的效果,这项研究针对目前日本3万以上的PT病人,提供了高效的康复训练手段。
      上海交大陈贵顺介绍了课题组在膜材料双轴电液比例加载系统的研究成果。膜材料的非线性导致了其复杂的机械特性,传统的单轴实验方法通常得出错误的结果,而双轴试验方法越来越受到重视,作者研制了一套双轴电液伺服加载实验系统,采用双环PID控制器同时控制拉力和位移,满足了膜材料的测试要求。
      福冈工业大学的佐藤靖的演讲题目是操作液控阀门的电磁推拉式双向作动器,首先分析了传统比例电磁铁的3个问题,一是很难同时控制双向推拉力,二是磁极的设计比较困难,三是只能使用铁磁材料作为运动部件。作者提出采用洛伦茨力来驱动液压阀的阀芯,通过仿真和实验,验证了直线驱动器具有双向推拉能力,同时控制压力和流量。为提高静动态性能,采用了前馈的控制策略,获得了良好的效果,未来将关注直接驱动液压阀的研制。
    北京理工大学王涛教授介绍了带有助推气缸的气动伺服系统的摩擦补偿研究进展。在相同供气压力下,辅助气缸提供几倍的输出力,但其多容腔的结构导致密封引起的摩擦力比单气缸大很多,论文对摩擦力进行了准确的建模,采用负载干扰观测器和前馈控制算法来补偿摩擦力的影响,仿真和实验结果表明采用高速开关阀的气动伺服系统性能良好,在汽车焊接生产线得到应用。
      福冈工业大学的加藤友纪介绍了一种用于超精密加工的空气涡轮主轴转速控制新方法,其中核心部件是高精度高动态响应的气动减压阀。作者采用带干扰力观测器的转速反馈策略来避免由于涡轮主轴力干扰对转速稳定性的影响,提高了鲁棒性,降低了能耗,提出的控制策略通过在高精度机床的难切削材料实验中得到了验证。
      华中科技大学刘银水教授的演讲题目是轴向柱塞水液压泵的热力学建模仿真与实验,作者建立了油水分离型水液压柱塞泵的热传导模型,并通过一系列实验测试了不同工况下的介质温度,结果表明,配流副产生大部分热量,高速下介质温度动态平衡时间缩短。介质温度预测模型和是实验结果吻合良好,可以用于水液压柱塞泵的优化设计。
      芝浦工业大学的小林亘介绍了基于Bouc-Wen模型的水液压人工肌肉的位移控制研究情况。在室内和水下步态训练矫形装置中,水液压驱动人工肌肉作为执行器非常合适,作者通过系统辨识建立了人工肌肉的动态模型,并采用模型预测算法的气动开关阀控制系统进行了验证,进而提出了采用Bouc-Wen滞回特性的人工肌肉模型,完善了在预测控制过程中的超前一步估计算法,实际测试表明,考虑非线性效应的上述控制策略提高了系统控制性能。
      兰州理工大学的王金林介绍了课题组在容器内气泡流动与分离的可视化研究方向的进展,通过流动可视化手段观察和研究油箱内气泡的产生过程,以及在吸油口和排油口附近气泡的运动情况;研究结果表明回油管将把大量不同尺寸的气泡带回油箱,大尺寸气泡迅速上浮到液面并逸出,小尺寸气泡被泵重新吸入进入系统,还有部分气泡始终停留在油箱中。作者建议了两种快速分离气泡的方法,并使用CFD方法进行了计算和仿真,验证了搅拌流动和湍流流动分离气泡方法的有效性。
      法政大学的田中教授介绍了近期的一个研究工作:流体传动和电动执行机构的性能比较。期望能够通过两种传动形式的指标对比,增强人们对流体动力未来的信心。液压传动具有高功率密度比和高动态响应的优势,而且在较大尺度范围内更具提高功率密度的潜力。但近年来,伺服电机在很多领域取代了液压马达,可能是因为电气传动的经济性、容易维护、无污染以及动态响应能力提高等因素。作者通过产品样本、公开和未公开的资料中计算、调查和评估了交流和直流电机的性能指标,如功率密度、功率加速能力等。通过对比,发现液压传动在功率加速能力和动态响应方面仍有很大的提升空间。
      燕山大学权凌霄副教授的演讲题目是不同支撑刚度和流体速度下航空燃油分层喷射液压管的振动特性分析。首先分析了单个直管支撑的刚度、介质流动速度和管路液固耦合振动特征,建立了管路液固耦合振动模型,分析管路振动模态和固有频率,研究了管路内介质流速与管路振动位移、幅值、加速度和应力的关系。这些基础研究为航空燃油和液压管路的减振提供了理论基础。
      第三届中日论坛与第八届全国流体传动与控制会议同期举办,近300名来自工业界和学术界的专家学者参加了学术交流活动,在半天的中日论坛会议中,参会者对演讲报告非常感兴趣,会场气氛热烈,大家都踊跃提问和交流。在会议茶歇和结束后,仍见中日学者互相交流和探讨的身影。

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