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外文翻译---压电液压驱动器的设计和测试 中文.doc

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外文翻译---压电液压驱动器的设计和测试 中文.doc

毕业设计(论文)英文资料翻译题目压电液压驱动器的设计和测试专业名称机械设计制造及其自动化班级学号学生姓名指导教师填表日期2009年3月25日由SPIE智能结构和材料研讨会提交,智能结构技术的工业与商业应用,圣地亚哥,2003年3月,第505411号文件压电液压驱动器的设计和测试杰森・兰德勒,埃里克・安德森加州山景里窝那街2565号,加空局工程公司马克东・瑞格布拉格加州山景里窝那街2565号,菱形顾问组摘要本文介绍的设计方法是建设一个使用智能材料提供液压流体动力的驱动器。在被描述的驱动器类,液压油从硬盘频率压电或其他智能材料中分离输出缸的运行频率。这种解耦允许在高频压电驱动,以提取物质的最高大量能源,以及液压缸在低频驱动提供长冲程。然而,由于遵循流体的可压缩性和结构性,基本阻抗匹配和流体之间的压电很难能量转换成加压压电液压油流。在材料,机械设计,以及流体机械接口领域的基本设计权衡和重大技术问题存在争论。提出原型设备和元件测量。介绍测试方法,测试量化泵压力和流量,得出动力量和速度。一系列的试验表明由智能材料提供强力长冲程驱动的装置的可能性。关键词压电,智能材料,压电液压,驱动,电源的电线,水泵导言智能材料,如压电,磁限和电限长期应用在精确控制方面。由于其形变能力有限,这些材料通常没有用于要求大量直线运动的驱动器。近几十年出现了依靠各种技术增加来自智能材料核心的驱动力的设计。其中常见的是机械放大或转型,如那些正在使用的杠杆和支点,并分步重复类型,例如,蠕动。最近,研究人员已经认识到整合智能材料和液体,使泵的一个基本组成部分加以利用线性驱动的可能性。这种新方法有望实现长冲程高功率驱动。与包括常规伺服液压和各种电磁类型在内的其他类型的驱动相比,压电液压驱动有优点,也有缺点。相比传统液压,主要优点表现在电线方面,即消除液压配电线路。与电磁方法相比,包括电机驱动滚珠丝杠,压电液压驱动提供强力液压和潜在的更迅速的响应时间。相比于传统液压,新型驱动器在热分布和漏油方面有不利之处。与电磁驱动器相比,尽管使用少量液压油,新型驱动器仍然需要电气和液压一体化。压电液压驱动的这些特点中有许多和电限驱动器(EHAs)的是相同的,如用在联合攻击战斗机。压电液压驱动比其他EHAs在压电材料本身的能量密度方面有一个潜在的优势。提取这种能量是一项艰巨的任务,本文试图描述许多当前发展努力的挑战中的一些。整体设计目标是要通过不同阶段由压电栈元件转换电力输入由一个驱动器输出缸将机械动力传到外部负载。设计始于压电智能材料,延伸到压电流体界面,通过阀门,并最终到输出缸。尽管电子驱动器的驱动器在其他地方讨论,但它也是一个考虑。像许多系统,整体设计是一项综合性和反复的工作,单个的组件能够被设计,但需要重新设计与其他子系统相配合。子系统和系统级在这一进程中测试元件。测试以个别要素之间的互动和合作为特点。设备的总机械输出(力量,速度,或电量)的衡量和最大化是最终目标。本文阐述了在固液混合驱动,可说明的操作和突出的局限性方面的基本概念。提出执行器的设计理念的下一步,和阐述各个关键子系统。审议压电性能重要的优先性的应用。决定加压室的设计和描述原型器件。分析部分或全部器件特性的各种测试方法,强调每种方法的价值。本文通过测试结果和解释对多代压电液压设备得出结论。固液混合驱动更广泛地说,压电液压或智能材料液压驱动可称为固液混合驱动。能源传送到智能材料生产加压流体。然后机械阀调整振荡流体压力促使加压流体流动。由于有液压蓄能器和另一个阀门,固体介质可以不在所要求的负荷时的频率下运行。一般来说,固体驱动器运行的频率远高于所要求的负荷时的频率,也许达到100倍。虽然理论上是吸引人的,但实际的限制会限制固液混合驱动方式的效率。特别是,流体粘度和压缩结合活性物质的机制中所固有的损失,以限制驱动器和驱动器的总输出功率有效带宽。同时,如果最大功率驱动器是可用来驱动机械负荷,必须非常小心地设计使流体的输送和输出符合驱动器的特点。如图1所示是目前发展状况下通用的设备。图中,设备组成有几个要素组成刚度为k的固态要素推动面积为A1的活塞对工作流体加压,流体通道通过四个阀门将加压室与液压输出缸和累加器相连接。图1固液混合驱动器概念图2显示了混合驱动器的动作顺序。阀门开口定时使加压流体到一个输出缸的分室。固态驱动器在冲程时,任一的输出活塞缸的端口是直接通向累加器腔的,使得输出活塞在每个腔内分离出不同的容积。一旦加压冲程已经到达了极限,阀门开口就会调整,以使加压腔从低压输出缸和累加器腔吸取流体。流体的这种流离从输出活塞的一侧反向移动到活塞的另一侧以达到平均流动。前进反向增压或入口降压或出口图2混合驱动器操作顺序设备的自由运行输出速度是诱导应变器和运作的循环频率分离的流体容积变化的结果,以输出活塞的区域区分。腔的大小和流体性质可以调整,以实现在任何特定驱动因素下大范围的力量速度输出特性。然而,张力动作器的操作能力的基本考虑将显示,在理论上每周期运行频率f1/T时的最大的机械动力是其中Fb是驱动器阻力值,δMAX是驱动器的最大自由诱发冲程(Ps是零速压力,即没有流体可移动时驱动器的压力,且ΔVMAXA1δMAX)。在固态驱动器的负载线力量位移之下对应的工作量的最大值区域可以表示为长方形,压力容积也一样,如图3所示。流体可压缩性的考虑要求,固态驱动器的加压腔有一种有限流体的动刚度。加压腔刚度示是A1/βV,其中β是流体可压缩性。腔的流体刚度显示了对驱动器的载荷,如图3所示,从而降低了最高可达到的压力和动力输出,它们分别为

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