一种强振动环境下电磁换向阀选型优化方法

摘要

一种强振动环境下电磁换向阀选型优化设计方法，包括以下步骤：根据负载—流量特性，建立起强振动环境下电磁换向阀的仿真模型，输入振动形式及基本参数，利用已建立的仿真模型对强振动环境下电磁换向阀进行阀芯动态特性仿真，获得电磁换向阀的阀芯位移x动态特性曲线，计算换向稳定后电磁换向阀的阀芯位移x波动幅值Δx，优化过程为多目标、多因素的邻域优化寻值问题，系统综合考虑强振动F_m、阀芯质量m、弹簧刚度k、阀腔内体积V对电磁换向阀阀芯位移x动态特性的影响规律，确定多指标函数各因素的权重；本发明能够快速性和便捷性选定的电磁换向阀能否满足工况要求；经过优化后的结构参数，能提高电磁换向阀适应工况的能力。

主权项

1. 一种强振动环境下电磁换向阀选型优化设计方法，其特征在于包括以下步骤：（1）根据负载—流量特性，建立起强振动环境下电磁换向阀的仿真模型，该模型考虑了强振动对阀芯造成的影响，通过F_m来表现；阀芯的平衡方程---      （1）流量连续性方程（2）式中：m—阀芯质量，Kg             x—阀芯相对于基座的相对位移，m           B—粘性阻尼系数，Ns/m        k —弹簧刚度，N/m—油液密度，kg/Ks—稳态液动力系数，mP—压差，Pa                 Fi—电磁力，NFm—振动引起的惯性力，N—阀输入流量，/sV—阀腔内的容积，E—油液的弹性体积模量，—流量系数，               W—阀口周长，m（2）输入的振动形式及基本参数，为简谐信号振动时，输入的振动参数为振幅和频率；为斜波信号振动时，输入的振动参数为振动加速度；为随机振动时，输入均值、均方值、方差、概率密度函数、相关函数和功率谱密度函数；为三角信号振动时，输入步长和振幅；利用已建立的仿真模型对强振动环境下电磁换向阀进行阀芯动态特性仿真，获得电磁换向阀的阀芯位移x动态特性曲线，计算换向稳定后电磁换向阀的阀芯位移x波动幅值Δx，Δx=x_t-x_t+Δt；根据换向阀在公称压力下阀芯偏离原始位置不得大于2mm的要求，确认该电磁换向阀是否能满足该振动环境下的工况需求，若阀芯的位移动态特性满足工况需求则直接选用；若不满足工况需求，系统自动进行电磁换向阀振动顺应性优化设计；（3）优化过程为多目标、多因素的邻域优化寻值问题，不能单一的改变其中的某个参数，系统综合考虑强振动F_m、阀芯质量m、弹簧刚度k、阀腔内体积V对电磁换向阀阀芯位移x动态特性的影响规律，确定多指标函数各因素的权重； 综合评分法的一般公式为：式中：为第i号实验的综合评分；为第k项指标的评分系数；为第 k项指标的评分；采用修正后的综合评分公式为：y_i*=式中：为优化前调整时间，ms；      t_s为优化后调整时间，ms;为优化前阀芯位移超调量，m；      K_r为优化后阀芯位移超调量，m；      Δ_xo为优化前阀芯位移波动幅值，m；Δ_x为优化后阀芯位移波动幅值，m。