[发明专利]一种重载荷冲击下液压缓冲结构设计方法

说明书

本发明提出了重载荷冲击下液压缓冲结构设计方法，首先将控制杆分段，确定待设计变量；其次求解控制杆中间截面直径导数；随后得到控制杆外轮廓形状函数；再计算液压阻力曲线；然后根据期望得到的液压阻力曲线和设计得到的液压阻力曲线计算液压阻力曲线丰满度；计算液压阻力曲线光滑度；建立液压缓冲结构设计的数学模型；最后通过优化算法求解步骤7得到的数学模型，得到设计参数变量值。根据本发明设计得到的液压缓冲装置能够在重载荷冲击下起到良好的缓冲效果，同时提高液压缓冲装置的使用寿命。

技术领域

本发明属于液压缓冲结构设计领域，特别是一种重载荷冲击下液压缓冲结构设计方法。

背景技术

工程中液压缓冲结构在汽车、高铁、航空航天、起重运输、高速试验回收等领域被广泛应用。在工程实际工作过程中经常存在冲击碰撞等情况，如果不加缓冲，将导致工作过程不平稳且机构易损坏。引入缓冲结构，能够防止工作过程中的硬性碰撞。特别对于重载荷冲击这样的特殊工况，需要设计液压缓冲结构。否则非但不能起到期望的缓冲效果，液压缓冲装置产生的液压阻力还会对缓冲装置本身产生冲击等不良影响。因此，合理设计液压缓冲结构，对工程中缓冲具有重要意义。

目前的液压缓冲结构如图1所示，通过设计其中的控制杆外轮廓形状达到控制液压阻力变化规律的目的。目前广泛采用的控制杆外轮廓是分段线性形状，各段之间连接不光滑。在重载荷冲击下，液体高速流经控制杆不光滑部位时，会对控制杆产生冲击等不利影响，长期使用不仅缓冲失效，还将导致液压缓冲装置损坏失效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种重载荷冲击下液压缓冲结构设计方法，通过设计控制杆外形，达到控制缓冲过程中液压阻力变化规律的目的。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种重载荷冲击下液压缓冲结构设计方法，包括以下步骤：

步骤1、将控制杆分段，确定待设计变量；

步骤2、求解控制杆中间截面直径导数；

步骤3、得到控制杆外轮廓形状函数；

步骤4、计算液压阻力曲线；

步骤5、根据期望得到的液压阻力曲线和设计得到的液压阻力曲线计算液压阻力曲线丰满度；

步骤6、计算液压阻力曲线光滑度；

步骤7、建立液压缓冲结构设计的数学模型；

步骤8、通过优化算法求解步骤7得到的数学模型，得到设计参数变量值。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)通过设计控制杆外轮廓曲线形状，使得缓冲过程中液压阻力做功与期望做功保持一致，同时减轻液压阻力变化过程中出现的突变、间断、振荡等不利影响，在重载荷冲击下起到良好的缓冲效果；

(2)控制杆轮廓曲线为分段三次样条形状，各段之间光滑连接，保证了液体流动过程中不会对控制杆产生冲击等不利影响，提高了液压缓冲装置的使用寿命。

附图说明

图1为本发明设计方法的流程图。

图2为液压缓冲结构简图。

图3为液压阻力曲线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的介绍。

结合图2，基于典型的液压缓冲装置，该液压缓冲装置包括：静止腔3、设置在静止腔3内的运动腔4、设在运动腔4内的控制杆5；所述控制杆5后端设置有两个第一流液孔1，前端设有两个第二流液孔2；缓冲过程中运动腔沿图2中x轴方向运动，静止腔和控制杆保持静止。流体分别经过第一流液孔1和第二流液孔2流入运动腔左侧和静止腔右侧，此过程产生液压阻力。