[發明專利]一種基于果蠅算法的馬達預壓縮容腔結構設計方法

在審

• 申請號: 201910325793.7
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110196991A
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 王曉晶;李春輝;彭義文;李文杰;陳帥
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明是一種基于果蠅算法的預壓縮容腔結構設計方法，它的主要步驟包括：步驟一：建立連續回轉電液伺服馬達預壓縮容腔模型。步驟二：流體模型的建立與網格劃分。步驟三：利用FULENT軟件，對預壓縮容腔的降壓過程仿真分析。步驟四：基于仿真結果，得到預壓縮容腔最優尺寸的區間。步驟五：確定味道濃度判定函數S(i)，運用果蠅優化算法對預壓縮容腔結構進行優化。通過此方法得到一種結構最優的正方體型預壓縮容腔結構，從而有效地緩解連續回轉電液伺服馬達的壓力沖擊。

技術領域

本發明涉及電液伺服馬達旋轉過程中馬達葉片的壓力沖擊領域，具體為設計一種正方體型預壓縮容腔結構，并運用果蠅算法對電液伺服馬達預壓縮容腔進行優化的方法。

背景技術

連續回轉電液伺服馬達在工作中，葉片不可避免的承受高壓與低壓的轉換，當馬達葉片由高壓區旋轉至到低壓區時，會對葉片造成壓力沖擊，這種壓力沖擊影響著了電液伺服馬達低速性能；為了能夠降低馬達葉片在高低壓油腔切換時的壓力沖擊，保證馬達旋轉時的性能，主要的改進方法是在馬達配油盤上設計一個緩沖槽；緩沖槽的形狀有U型、孔型、半圓形和三角錐形，除此之外，還有復合槽；三角錐型緩沖槽在降低液壓沖擊方面效果突出，被廣泛的應用，然而隨著液壓技術的發展，單純的設計緩沖槽已經不能滿足市場的需求；在這樣的背景下，本發明設計了一種正方體型預壓縮容腔結構，運用果蠅算法，對預壓縮容腔結構的邊長進行了優化。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：連續回轉電液伺服馬達在工作中，葉片不可避免地承受高壓與低壓的轉換，從而對葉片造成壓力沖擊，為了降低壓力沖擊對馬達葉片的影響，本發明設計了一種與阻尼孔相連的正方體型的預壓縮容腔結構，并用果蠅優化算法確定其最佳的結構尺寸。

本發明為解決上述問題，提出如下技術方案：

步驟一：建立連續回轉電液伺服馬達預壓縮容腔模型；

步驟二：流體模型的建立與網格劃分；

步驟三：利用FULENT軟件，對預壓縮容腔的降壓過程進行仿真分析，主要為以下幾個過程： a)定義流體介質為32#抗磨液壓油；b)指定進油口壓力為6.5MPa，出油口壓力為3.5MPa，其余各面類型均為壁面；c)選擇k-ε湍流模型；d)參數設置完成后，運用FLUENT軟件進行計算，將結果輸出到CFD-POST軟件中進行后處理，得到連續回轉電液伺服馬達葉片旋轉角度為0°、 0.2°、0.4°、0.6°、0.8°、1°、1.2°、1.6°和2°情況時不帶預壓容腔結構和預壓縮容腔邊長分別取10mm、20mm、30mm和50mm時的計算結果；e)通過對帶有不同尺寸預壓縮容腔結構的密封容腔計算結果分析，得到壓力梯度曲線和脈動率曲線；

步驟四：基于仿真結果，得到預壓縮容腔最優尺寸的區間；

步驟五：確定味道濃度判定函數S(i)，運用果蠅優化算法對預壓縮容腔結構進行優化，得到預壓縮容腔容腔的最佳尺寸，主要有以下幾個過程：

a)根據連續回轉電液伺服馬達密封容腔數學模型，得到連續回轉電液伺服馬達的壓力梯度，將預壓縮容腔邊長尺寸作為味道濃度判定值S(i)，馬達在降壓過程中的壓力梯度作為判定函數；

b)在連續回轉電液伺服馬達降壓過程中，把馬達葉片旋轉角度和預壓縮容腔邊長尺寸區間為約束條件；

c)以連續回轉電液伺服馬達在長半徑圓弧區域降壓過程中的壓力梯度為判定函數，初始化果蠅的位置區間、果蠅隨機飛行的方向和距離區間，設置種群規模、迭代次數，運用果蠅優化算法對馬達預壓縮容腔結構進行優化。

本發明設計了一種正方體型的預壓縮容腔結構，并用果蠅優化算法對預壓縮容腔的結構尺寸進行優化，從而得到最佳的的預壓縮容腔結構，本發明的優點是降低馬達葉片在高低壓腔切換時的壓力沖擊，保證其壓力過渡平穩，同時為電液伺服馬達的結構提供了一種新思想。

附圖說明