机床与液压

作者：刘洋，郝云晓，张子英

单位：山西能源学院机电工程系；太原理工大学，新型传感器与智能控制教育部重点实验室；山西能源学院机电工程系

关键词：液压管路;流固耦合;功率流分析;振动特性;模态云图

基金：山西省基础研究计划(202203021212279)

以A10V型轴向柱塞泵驱动的液压管路为研究对象，以揭示其流固耦合振动特性，并提出有效的管路优化方法，以降低振动烈度。搭建液压实验平台，采用特征线-快速傅里叶变换法分析柱塞泵不同工况下的激振频率特性。在此基础上，建立充液长管路的运动学与动力学模型，推导管路任意节点的速度与受力表达式，进一步构建功率流分析模型，探讨液体与管壁之间的能量传递机制。研究结果表明：柱塞泵在 Z 方向上的主要激振频率为900 Hz，且振动幅值随压力和流量的增加而显著增大。分析功率流发现，当管路两侧压力脉动相位相反时，液体对管壁的做功显著减小，从而有效抑制振动。基于此，提出将管路长度设计为压力波波长的整数倍，以实现相位抵消效应。最后，利用SolidWorks与ANSYS进行流固耦合联合仿真，对比优化前后管路的模态频率与振型云图。仿真结果显示:优化后的管路模态频率提升，振型幅值降低3%~15%，验证了理论模型的正确性与优化措施的有效性,为液压系统长管路的振动抑制提供了理论依据与工程参考。

来源：2025年第22期

《机床与液压》期刊编辑部

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