流体力学与液压传动A卷及答案

1、精选优质文档-倾情为你奉上武汉理工大学 流体力学与液压传动考试试题 (A卷)站点： 姓名： 专业： 层次：一、简明回答下列问题（27分，每小题3分）何谓液压传动？简述液压油粘性的概念及其物理意义。液体的流动状态有层流和紊流，不同流动状态的物理本质是什么？ 简述伯努利方程的物理意义。何谓背压？有哪些阀能形成恒定的背压？何谓三位换向阀的中位机能？试画出H、Y机能。什么是溢流阀的启闭特性？启闭特性表征溢流阀的什么性能？液压系统中存在哪些能量损失的形式？应采取哪些措施来减小它们？何谓调速回路的速度负载特性？速度刚度？二、如图1，已知液压泵的流量q32L/min，吸油管内径d20mm，泵的安装高度h50

2、0mm，油液密度0.9g/cm3，管中油液的流态为层流，不计压力损失, 试求：管路中的流速？(2分)泵吸油口处的真空度？（5分）分析说明影响泵的安装高度的因素。（3分）三、如图2容积调速系统，泵的最大排量Vp=160mL/r，转速np=1000r/min，机械效率mp=0.9，总效率p=0.85；液压马达的理论排量Vm=140mL/r，机械效率mp=0.9，总效率p=0.8，系统压力p=8.5MPa，不计压力损失。求：液压马达的输出转速n（r/min）；（3分）液压马达的输出转矩T（Nm）；（3分）液压马达的输出功率P（KW）；（3分）四、图3所示是减压阀的工作原理图。写出主阀芯的受力平衡方程

3、；(2分)说明减压阀工作原理；(5分)减压阀用在夹紧油路上时，夹紧缸夹紧工件后，减压阀出油口无油液流出，此时，减压阀在工作吗，为什么？（2分）五、已知某YBP限压式变量叶片泵的流量压力特性曲线如图示。调整该流量压力特性曲线，使其满足p=2MPa、输出流量q=20L/min的快速运动和p=4.5MPa、输出流量q=5L/min的进给运动的要求，(用线画出)此时，如何确定油泵的驱动功率？(8分)六、图4所示，已知液压缸A120cm2，A210cm2，负载为F5kN，溢流阀的调定压力为5MPa，qp16L/min，qT0.5L/min，不计管路压力损失，试问：（9分）电磁铁断电时，p1=？p2=？v

4、=？电磁铁通电时，p1=？p2=？v=？电磁铁通电时，溢流阀的溢流量是多少？图5七、在图5中，两缸结构完全相同，缸、缸负载分别为F18kN、F23kN，其他参数如图示，不考虑泄漏和摩擦等因素。试问在下述工况, A、B、C三点压力是多少？要求简要说明理由！在图示状态；1DT、2DT通电，两缸向前运动中；两缸都运动到终点后。 (各4分，共12分)八、图6所示是某专用机床的液压系统原理图。该系统有夹紧油缸和主工作油缸两个液压缸。它们的工作循环为：夹紧快进一工进二工进快退松开原位停止、泵卸荷。根据动作循环，作出电磁阀YA的动作循环表。用符号“”表示电磁阀通电，符号“”表示断电。（7分，每工况1分）说明

5、标记为a、b、c的三个阀在系统中所起的作用。（6分）阀A和阀B哪个通流面积调节得大些？依据是什么？（3分）武汉理工大学流体力学与液压传动考试试题 (A卷)答案一 简明回答下列问题1 以液压油为传动介质，利用密闭容积的变化来实现能量转换与传递的传动方式。由于油液分子与固体壁面之间存在附着力、液体分子之间存在内聚力，油液在外力作用下流动时产生内摩擦力的性质称为粘性。（2分）粘性的物理意义是液体抵抗剪切变形的能力。（1分）在层流时，粘性力起主导作用；紊流时，惯性力起主导作用。（3分）理想液体在重力场中恒定流动时，沿流线上各点的位能、压力能和动能可以互相转化，其和不变。（3分）液压系统回油路上的压力或

6、压力作用面反方向上所受到的压力称为背压。能形成恒定背压的液压阀有：溢流阀、顺序阀、单向阀。三位换向阀，滑阀在中位时各油口的连通方式称为中位机能（滑阀机能）。（3分）启闭特性是指溢流阀从刚开启到通过额定流量(全流量)、再由额定流量到闭合的整个过程中，通过阀的流量与其控制压力之间的关系。（2分）启闭特性表征了实际溢流阀的恒压精度，是衡量制造质量的主要指标。（1分）液压系统中的能量损失表现为压力损失和流量损失。（1分）为了减少系统中的压力损失，应采用合适粘度的液压油、尽量少用弯头、减少管路上截面的突然变化、管壁尽量光滑、管内流速应适当（1分）；尽量减小泄漏以减少流量损失（1分）。液压系统中，执行元件

7、的运动速度与所受负载之间的变化关系，称为速度负载特性。（1分）速度负载特性的好坏用速度刚度来衡量，速度刚度定义为：负载变化量与速度变化量的比值。或者，速度负载特性曲线上某点处切线斜率的倒数。（2分）其物理意义是：回路抵抗负载变化的能力（引起单位速度变化量的负载力变化量的大小）。二、油液在管内的流动速度为（2分） 取油箱液面为11截面：p1=pa、油箱液面远大于吸油口通流截面，v1=0、z1=0；取泵吸油口处为22截面：设p2=？v2=1.7 m/s、z2=h=500mm=0.5 m（2分）采用绝对压力表示方法，列伯努利方程,有 (1)式 （1分）真空度为 （2分） 由上述伯努利方程式(1),可

8、求得h的表达式为 （2）式 （1分）可见，影响油泵安装高度的主要因素有：泵入口允许的真空度（1分），液体流速、流态(雷诺数)等(沿程损失和局部损失)。（1分）三、概念正确，但计算错误扣1分：由容积调速公式，液压马达转速为 （3分）（泵的输出流量151 L/min，液压马达容积效率0.89） （3分） （2分） 或四、减压阀阀芯受力平衡方程为： （1）式 （2分）油液流经减压口时，将产生压力损失，故减压阀出口压力p2低于进口压力p1，而且越小，压力损失越大，p2越低。这是减压阀的减压原理。（3分）当减压阀出口压力p2上升到先导阀的调定值时，先导阀开启，由于节流孔b的作用，减压阀主阀芯上腔压力低于

9、下腔压力，主阀芯在压差作用下上移，减小，该处压力损失增大，p2随之下降，直到主阀芯所受到的液压作用力与弹簧力达到平衡为止。先导阀调定的压力是恒定的，而主阀弹簧刚度较小，因此减压阀出口压力p2基本为常数。这是减压阀的稳压原理。（3分）当减压阀的出油口处无输出油液时，它的出口压力基本上仍能保持恒定，此时有少量油液通过减压口经先导阀排出，保持该阀处于恒压工作状态。（2分）五、（图略）正确画出调整曲线，4分；以调整曲线交点的压力、流量为功率参数，正确写出驱动功率计算公式，4分。六、本题考察出口节流原理回油路通油箱，因此p2=0； 溢流阀关闭状态，p1由负载决定，p1=2.5MPa 泵流量全部进入油缸，

10、v=8m/min（13.33cm/s）构成出口节流回路，因此p1=pY=5MPa 由速度由节流阀调定：溢流阀开启溢流，（3分）七、只有正确结果，没有分析，只给1分。（对每小题）因泵的流量全部要通过溢流阀，溢流阀溢流，故pA=5MPa顺序阀进口压力大于调定压力，开启后进出口压力相同,故pB=5MPa（4分）减压阀后负载无穷大，进口压力大于调定压力，减压、减压后恒压,故pC=1.5MPa缸右移所需压力： MPa溢流阀调定压力大于顺序阀调定压力，顺序阀开启时进出口两侧压力相等，其值由负载决定，故A、B两点的压力均为4.0MPa； 缸右移所需压力： MPa 因pCpJ，减压阀始终处于减压的工作状态，阀口开度较小而液阻较大。无论缸运动与否，C点的压力均为1.5MPa；（4分）A、B两点的压力均为5.0MPa，C点的压力仍为1.5MPa；因为两缸运动到终点后，两缸进油压力上升，缸可上升到溢流阀调定压力；而减压阀是出油口控制，当缸压力上升到其调定压力，减压阀工作，就恒定其出口压力。（4分）八、电磁铁（压力继电器）动作顺序表如下：（每工况1分）工 况 1DT2DT3DT4DT5DT夹 紧主缸快进（差动） 主缸一工进主缸二工进主缸快退松开原位停止、油泵卸荷元件a：压力继电器，夹紧缸夹紧，发信号控制主缸动作；（