自由活塞直线发电机电液机械系统非线性动力学建模与响应分析
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51675043
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0503.机械动力学
- 结题年份:2020
- 批准年份:2016
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2017-01-01 至2020-12-31
- 项目参与者:冯慧华; 贾博儒; 李延骁; 宋豫; 郭陈栋; 张紫微; 蒋涵颖;
- 关键词:
项目摘要
Free-piston Linear Generator is non-linear system, which couples several physical fields. After adding a hydraulic component to balance the system, it is now getting more complex to describe its dynamic characteristics. The dynamic modelling and analysis methodology on this stage usually linearizes each non-linear factor, which makes it difficult to predict the system response precisely, and prevents the further investment of the system operation characteristics. As a result, in order to improve the prediction accuracy of the system response and contribute the technical development the free-piston linear generator, it is necessary to establish a non-linear dynamic model which takes both of the system non-linear factors and coupled characteristics.. In order to accomplish the research, the following work need to be finished: 1) provide an accurate and validated description of each non-linear factor; 2) develop a non-linear dynamic model for the system based on the constitutive relations of the partial and the whole system; 3) present a mathematical and experimental research on the model response in connection with the specific forms of non-linear factors. The above research work aims to develop a non-linear dynamic response model, which is based on the experimental results and able to reflect the system constitutive relations. This will provide a valuable guidance and present a general analysis methodology for the future research.
自由活塞直线发电机是多物理场耦合的非线性系统,为满足整机振动平衡要求而加入液压组件后,精确描述整个系统的动力学特征变得更加复杂。目前的动力学建模与分析方法普遍将各非线性因素简化,使对系统响应的精确预测变得困难,阻碍了对自由活塞直线发电机运行机理的深入研究。因此,考虑系统非线性因素及耦合特征建立非线性动力学模型是提高系统响应预测精度、推动自由活塞直线发电机整体研究工作的必要手段。. 要实现这一目标需要完成以下工作:1)对系统各非线性因素给出精确、符合实验结果的表征;2)研究局部、系统本构关系,据此建立系统非线性动力学模型;3)针对非线性具体形式对模型响应进行数值与实验研究。以上工作旨在建立依托实验现象、深度体现系统本构特征、具有较强指导意义的非线性动力学响应模型,并形成适用的分析方法。
结项摘要
自由活塞直线发电机是多物理场耦合的非线性系统,为满足整机振动平衡要求而加入液压组件后,精确描述整个系统的动力学特征变得更加复杂。目前的动力学建模与分析方法普遍将各非线性因素简化,使对系统响应的精确预测变得困难,阻碍了对自由活塞直线发电机运行机理的深入研究。因此,考虑系统非线性因素及耦合特征建立非线性动力学模型是提高系统响应预测精度、推动自由活塞直线发电机整体研究工作的必要手段。本项目通过理论结合实验的方法,对自由活塞直线发电机电液机械系统非线性动力学建模与响应分析开展了研究,揭示了自由活塞直线发电机电液机械系统的变阻尼电机阻力非线性特征,获得自由活塞直线发电机电液机械系统的非线性液压弹性力与摩擦力的精准数学表征,对比分析了自由活塞直线发电机电液机械系统在有无考虑非线性时的动力性响应,并通过实验验证自由活塞直线发电机电液机械系统的非线性特性。通过本项目的研究,建立了依托实验现象、深度体现自由活塞直线发电机系统本构特征、具有较强指导意义的非线性动力学响应模型,并形成了适用的分析方法。
项目成果
期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(6)
Effect of the stroke-to-bore ratio on the performance of a dual-piston free piston engine generator
冲程缸径比对双活塞自由活塞发动机发电机性能的影响
- DOI:10.1016/j.applthermaleng.2020.116456
- 发表时间:2021-02
- 期刊:Applied Thermal Engineering
- 影响因子:6.4
- 作者:Zhiyuan Zhang;Huihua Feng;Boru Jia;Zhengxing Zuo;Andrew Smallbone;Anthony Paul Roskilly
- 通讯作者:Anthony Paul Roskilly
自由活塞发动机活塞环-气缸套的润滑及摩擦特性
- DOI:10.16236/j.cnki.nrjxb.201804046
- 发表时间:2018
- 期刊:内燃机学报
- 影响因子:--
- 作者:李延骁;左正兴;冯慧华
- 通讯作者:冯慧华
Investigation of the optimum operating condition of a dual piston type free piston engine generator during engine cold start-up process
双活塞式自由活塞发动机发电机冷启动过程最佳工况研究
- DOI:10.1016/j.applthermaleng.2020.116124
- 发表时间:2021
- 期刊:Applied Thermal Engineering
- 影响因子:6.4
- 作者:Huihua Feng;Zhiyuan Zhang;Boru Jia;Zhengxing Zuo;Andrew Smallbone;Anthony Paul Roskilly
- 通讯作者:Anthony Paul Roskilly
自由活塞发动机结构传热特性
- DOI:10.16236/j.cnki.nrjxb.201801012
- 发表时间:2018
- 期刊:内燃机学报
- 影响因子:--
- 作者:李延骁;左正兴;冯慧华
- 通讯作者:冯慧华
Numerical Investigation of a Free-Piston Hydrogen-Gasoline Engine Linear Generator
自由活塞氢汽油发动机线性发电机的数值研究
- DOI:10.3390/en13184685
- 发表时间:2020-09
- 期刊:Energies
- 影响因子:3.2
- 作者:Ziwei Zhang;Huihua Feng;Zhengxing Zuo
- 通讯作者:Zhengxing Zuo
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- 期刊:北京理工大学学报(英文版)
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- 通讯作者:左正兴
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- 发表时间:--
- 期刊:农业机械学报
- 影响因子:--
- 作者:王东杰;袁晨恒;许大涛;左正兴
- 通讯作者:左正兴
其他文献
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