【摘 要】
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管路流固耦合一直是各国学者们十分关注的问题,在以往的研究中更多偏向于金属管路的流固耦合作用,如航空液压管路等。然而,在一些挖掘机等工程机械中大多使用软管来传递能量油液介质,特别是连接主泵排油口的液压软管会受到严重的动态激励,长期暴露在振动环境中可能会导致软管微裂或油液泄漏等一系列问题的发生。因此,对于该类管路的流固耦合振动问题同样值得关注,这不仅有利于管路稳定性和可靠性的提升,而且在保障挖掘机工作
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管路流固耦合一直是各国学者们十分关注的问题,在以往的研究中更多偏向于金属管路的流固耦合作用,如航空液压管路等。然而,在一些挖掘机等工程机械中大多使用软管来传递能量油液介质,特别是连接主泵排油口的液压软管会受到严重的动态激励,长期暴露在振动环境中可能会导致软管微裂或油液泄漏等一系列问题的发生。因此,对于该类管路的流固耦合振动问题同样值得关注,这不仅有利于管路稳定性和可靠性的提升,而且在保障挖掘机工作安全性方面有非常重要的意义。本文以某20T型挖掘机主泵排油液压软管为研究对象,采用数值模拟和试验测试相结合的方法确定管路的振动规律并提出减振措施,主要研究内容如下:（1）概述了工程机械液压管路系统振动的背景和意义,说明了管路流固耦合振动的危害,从振动机理和动力学模型两方面深入了解管路流固耦合国内外研究成果,并介绍了液压软管的工业应用及研究现状。（2）阐述了液压软管单一橡胶材料的超弹性本构模型和粘弹性本构模型,并对液压软管帘线-橡胶复合材料理论进行介绍,在简单直管流固耦合模型的基础上建立了考虑复合材料力学的液压软管流固耦合模型。（3）利用ACP模块对20T型挖掘机主泵排油液压软管进行复合材料铺层设计,得到管路实体模型并进行模态分析。通过搭建双向流固耦合模拟流程分析液压软管在不同工况条件下的内部流场特征及外部结构场特征。（4）在挖掘机整机上分别对无负载管路基础振动、平地模式执行动作管路振动、平地模式定置憋压管路振动进行试验测试,获得前、后主泵压力脉动和各振动测点加速度时域曲线及谐波曲线,分析管路振动能量的分布特征,并与数值模拟进行对比,验证了复合材料液压软管流固耦合模型建立的准确性。（5）建立了双联式管夹约束的复合材料液压软管双向流固耦合模拟流程,得到双联式管夹对管路动力学特性的影响,并与原始管路进行比较,以证明合理的布置管夹在抑制管路振动大小中的作用。
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