CN114458855B - 基于质量-弹簧系统的流体脉动衰减器及其消振方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于质量‑弹簧系统的流体脉动衰减器及其消振方法，包括内缸体、端盖、油腔、外缸体、机械弹簧、气腔、通气孔、连接杆和截止阀；内缸体同轴设置在外缸体内部，内缸体的内部构成油腔；内缸体与外缸体之间圆周均布有若干轴向气腔；内缸体和外缸体位于气腔内的部分分别沿轴向设置有对应的凸台；通气孔连通各气腔；端盖固定密封在外缸体两端且中心与内缸体内部油腔连接；连接杆设置在外缸体一侧且一端与气腔连通，另一端连接截止阀。未接入油路时，振动薄板之间紧密配合形成圆筒形内缸体；接入油路时，当系统中出现压力脉动和冲击时，振动薄板可以将流体压力脉动能量转换为弹簧和振动薄板的机械能，如此循环，从而对液压管路系统实现减振降噪效果。

Description

基于质量-弹簧系统的流体脉动衰减器及其消振方法

技术领域

本发明涉及流体机械技术领域，尤其涉及一种基于质量-弹簧系统的流体脉动衰减器及其消振方法。

背景技术

在液压系统中会出现流量和压力脉动，这些脉动能量会对机械设备元器件造成损害，使液压系统的可靠性降低，同时这些脉动能量会与液压管路发生流固耦合的作用，引起液压管路振动，产生噪声，甚至使其疲劳损坏等。所以，液压系统中出现的流量、压力脉动不仅会使机械设备疲劳损坏，而且还会引起系统产生多余的噪声，这些都会让液压系统的稳定性降低的方面。由于引起液压系统产生流量、压力脉动的原因主要有两个，一是泵源本身的特点，会产生流量脉动；二是流体在遇到阻碍，比如液压阀的突然开闭，负载的变化等都会使液压系统产生流量脉动。因为流量脉动是造成压力脉动的原因，所以液压系统中也会出现压力脉动，目前通过采取措施实现控制流量、压力脉动的方法主要有两种，一种是通过改善泵源结构，使输出的流量更为稳定；二是在液压系统中安装脉动衰减器。由于第一种方法实现起来比较困难且能力是有限的，因此研究设计一种结构简单，体积小巧，稳定可靠的脉动衰减器成为了一种新趋势，使其对液压系统中的压力脉动实现有效衰减，对液压系统设备以及可靠性具有非常长远且深刻的意义和价值。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供基于质量-弹簧系统的流体脉动衰减器，主要是采用振动薄板和机械弹簧，可有效解决流量、压力脉动给液压管路系统带来的振动噪声问题，同时该脉动衰减器具有较快的响应速度，滤波频宽较宽，对液压管路系统有着较好的减振降噪效果。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的基于质量-弹簧系统的流体脉动衰减器，包括内缸体、端盖、油腔、外缸体、机械弹簧、气腔、通气孔、连接杆和截止阀；所述内缸体同轴设置在外缸体内部，所述内缸体的内部构成油腔；所述内缸体与外缸体之间圆周均布有若干轴向气腔；所述内缸体外表面和外缸体内表面位于各气腔内的部分分别沿轴设置有相互对应的凸台；所述机械弹簧分别设置在各气腔内部，且两端分别与内缸体外表面和外缸体内表面上相互对应的两个凸台固连；所述通气孔连通各气腔，用于使气腔内的压力一致；所述端盖分别固定密封在外缸体的两端且中心与内缸体内部油腔连接；所述连接杆设置在外缸体的一侧且一端与气腔连通；所述连接杆的另一端连接截止阀，通过对气腔的充放气，实现对气腔压力的调节。

进一步的，所述内缸体为圆筒形结构；所述内缸体由四个振动薄板组成，所述振动薄板的内外表面均为四分之一圆筒形曲面；每个振动薄板与外缸体之间设置有一个气腔；各振动薄板外表面的前后两侧对称设置有圆形凸台，且各振动薄板外表面前侧的圆形凸台呈圆周均布，各振动薄板外表面后侧的圆形凸台呈圆周均布；所述外缸体内表面与各振动薄板前后两侧圆形凸台对应位置处同样设置有圆形凸台。

进一步的，所述机械弹簧受到的力等于振动薄板油腔面与气腔面受到的压力之差ΔF，机械弹簧的刚度为k，机械弹簧的压下量x和弹簧的固有频率ω为：

式中，ΔP为振动薄板在油腔面与气腔面受到的压强差，s为振动薄板的有效受力面积，m为质量-弹簧系统的有效质量。

进一步的，所述振动薄板的侧壁和外缸体内壁之间设置有密封圈；所述振动薄板的外表面与气腔形成活塞腔。

进一步的，相邻两个气腔之间通过一个通气孔连通。

基于质量-弹簧系统的流体脉动衰减器的消振方法，包括以下步骤

S1、根据实际工作情况，对衰减器中的振动薄板进行设计，振动薄板的有效面积S，振动薄板所在气腔和油腔的压差ΔP与振动薄板受到的压力ΔF关系为：

ΔF＝ΔP·S

将衰减器其它确定好的参数代入上式，通过改变振动薄板的有效面积，其他条件不变，可以得出振动薄板最佳有效面积；

S2、将衰减器的机械弹簧沿着集成式样机外缸体的内壁径向并排分布，机械弹簧与振动薄板相连接的个数由具体的消振要求确定；

S3、在AMESim软件的草图模式下进行模型的搭建，在子模型模式下选择元件的合适子模型，在参数模式下设置各个元器件的结构参数，将可调参数设置为全局变量；

S4、将信号源和电机的输入端连接，将电机的输出端和定量泵的第一输入端连接，将高压槽和定量泵的第二输入端连接；将衰减器的油腔通过一侧端盖与定量泵的输出端连接，将衰减器的油腔通过另一侧端盖与节流阀的输入端连接；节流阀的输出端和低压槽连接，并设定定量泵的额定排量、液压系统的额定压力和液压系统内液体的流体属性；

S5、给定步骤S4中信号源一正弦信号，并设定正弦信号的频率、幅值和振幅，设定节流阀的开口大小以及高压槽和低压槽之间的相应压降；

S6、定量泵的液压系统中的流体通过一侧端盖中心流入衰减器的油腔中，第一部分流体的能量耗散掉，第二部分流体的动能转化为振动薄板和机械弹簧的机械能；

S7、到达油腔的流体对振动薄板产生一个力的反馈信号，即压力脉动将使振动薄板的运动转化为一个力的输出，到达油腔的流体的机械能转化为振动薄板的动能，推动振动薄板压着机械弹簧进行运动实现一个能量的转化，振动薄板的动能转化为机械弹簧的弹性势能，如此循环，实现能量的转化和耗散；

S8、油腔内的流体脉动能量转换为振动薄板和机械弹簧的机械能后，最后从另一侧端盖的中心流出；

S9、通过步骤S6至S8的反复运动，抑制了流体的压力脉动和流量脉动冲击，有效吸收了压力脉动和流量脉动能量，提高了衰减器的响应速度以及频宽，在一定程度上实现了对流体脉动的有效衰减；使得流出衰减器的油液流量更加稳定，对液压管路有着较好的减振降噪效果；

S10、设置空白对照模型，即除不含衰减器外其它器件的连接关系和步骤S4一致，初始实验条件和S5一致，最后对两组衰减器模型所在的液压系统压力响应曲线及仿真结果进行分析。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明具有结构简单，体积小巧，结构紧凑，加工制造方便，成本低的特点，相比普通的振动式脉动衰减器，除了可以对一定频率范围内的流体压力脉动实现有效的衰减，并且该发明相比现有的振动式脉动衰减器，不同的振动薄板和机械弹簧组成的质量-弹簧系统的固有频率可以不同，因此脉动衰减器可以在不同的压力脉动频率范围内实现较好的衰减效果，达到较为理想宽频滤波效果。由于该脉动衰减器结构简单，体积小巧，结构紧凑，所以较其他的流体脉动衰减器更安全可靠。综合上述优点，该发明可以实现较好的宽频滤波效果，对压力脉动实现有效衰减，提高了衰减压力脉动的响应速度以及频宽，对液压管路系统具有较好的减振降噪效果。

附图说明

图1为本发明二维模型的主视结构示意图；

图2为图1的侧视结构示意图；

图3为本发明的工作原理示意图；

图4为本发明实例中液压系统的系统工作压力响应曲线示意图；

图5为本发明的仿真模型示意图。

其中，附图标记：1-振动薄板；2-端盖；3-油腔；4-螺栓；5-外缸体；6-机械弹簧；7-气腔；8-通气孔；9-连接杆；10-截止阀；11-信号源；12-电机；13-低压槽；14-定量泵；15-前接管道；16-油腔长度；17-容腔阻尼；18-后接管道；19-节流阀；20-高压槽；21-流体属性。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。

参见附图1至3，给出了本发明所提出的基于质量-弹簧系统的流体脉动衰减器的一个实施例的具体结构，所述衰减器包括内缸体、端盖2、油腔3、螺栓4、外缸体5、机械弹簧6、气腔7、通气孔8、连接杆9和截止阀10。所述内缸体同轴设置在外缸体5的内部，所述内缸体的内部构成油腔；所述内缸体与外缸体5之间圆周均布有四个轴向的气腔7，即本实施例中，所述外缸体5的内腔为十字结构；所述内缸体为圆筒形结构，其由四个振动薄板1拼接组成，所述振动薄板1的内外表面均为四分之一圆筒形曲面，通过四个振动薄板1将外缸体5的内部分为气腔7和油腔3；四个振动薄板1的外表面分别与外缸体5的十字结构内腔对应，形成四个气腔7；各振动薄板1外表面轴向的前后两侧对称设置有圆形凸台101，且各振动薄板1外表面前侧的圆形凸台101呈圆周均布，各振动薄板1外表面后侧的圆形凸台101呈圆周均布；所述外缸体5内表面与各振动薄板1前后两侧圆形凸台101对应位置处设置有圆形凸台501。

所述机械弹簧6分别设置在各气腔7内部的前后两侧，且上下两端分别与振动薄板1外表面和外缸体5内表面上相互对应的两个凸台固连；机械弹簧6的预紧力等于振动薄板1油腔面与气腔面受到的压力之差；所述通气孔8连通各气腔7，相邻两个气腔7之间通过一个通气孔8连通，用于使气腔7内的压力保持一致；振动薄板1可以衰减流体压力脉动，使油液的流体压力脉动能量更多的转换为振动薄板和机械弹簧运动的机械能，从而对流体压力脉动实现有效衰减，达到减振降噪的目的。所述振动薄板1的侧壁和外缸体5内壁之间设置有密封圈；所述振动薄板1的外表面与气腔7形成活塞腔。所述端盖2分别通过螺栓4同轴固定密封在内缸体和外缸体5的两端且中心设置有与内缸体内部油腔3连通的通孔；所述连接杆9设置在外缸体5的一侧且一端与气腔7连通；所述连接杆9的另一端连接截止阀10，通过对气腔7的充放气，实现对气腔压力的调节。

如图2所示，Q1和Q2分别为流入和流出油腔3的流量，V1和V2分别为气腔7和油腔3的初始体积，P1和P2分别为气腔7和油腔3的压强，S为振动薄板1的表面积，k为机械弹簧6的弹簧刚度。

图中机械弹簧受到的力等于振动薄板油腔面与气腔面受到的压力之差。ΔF，机械弹簧的刚度为k，所述机械弹簧的压下量x和弹簧的固有频率ω为：

式中，ΔP为振动薄板在油腔面与气腔面受到的压强差，s为振动薄板的有效受力面积，m为质量-弹簧系统的有效质量；

如图2所示，振动薄板1以四分之一圆筒形的形式存在，振动薄板1的宽窄由外缸体5的半径决定，振动薄板1的位置由圆筒形的半径决定，振动薄板1的外表面和气腔7接触，振动薄板1的内表面和油腔3接触。进入油腔3的压力脉动流体与振动薄板1作用，使急剧变化的压力脉动流体通过与振动薄板1和机械弹簧6组成的质量弹簧系统相互作用后平缓下来，从而对流体压力脉动实现有效衰减，从而降低液压系统中流体压力脉动的峰值，达到减振降噪的目的。合理设计振动薄板1的大小及位置分布对该发明的衰减效果有一定的影响，可以有效的吸收液压系统中的流体压力脉动。

依据本发明脉动衰减器的结构，选择AMESim机械元件库、标准液压库、液压元件设计库和信号库里的基础元件在草图模式下搭建了一种基于质量-弹簧系统的流体脉动衰减器的AMESim模型，其模型图如图5所示。其中，流体属性模块21，指定了部件流动工质的属性，包括液体密度、体积模量和粘度等；定量泵14，其压力变化由信号源11确定，表示定量泵14后脉动衰减器的上游压力；油腔长度16表示脉动衰减器的长度；容腔阻尼17，指考虑了脉动衰减器的容腔等因素对系统压力的影响；节流阀19的开度由其工作参数决定，表示负载的大小；信号源11，其取值为0到1，表示与其相连的部件参数最大值的百分比，在建模中，除了考虑振动薄板1和机械弹簧6组成的质量弹簧系统造成的压力变化，还考虑其他因素产生的压力损失，用容腔阻尼17表示。

在一些应用场景中，液压系统的高压化、大流量化及小型化对脉动衰减器衰减液压系统中的压力脉动的要求越来越高。而目前常见的脉动衰减器由于体积大、占用空间大、结构稳定性不高以及衰减压力脉动的频宽范围较窄等原因，而使脉动衰减器不适用于应用在一些工况较为复杂的场合。尤其是当液压系统中由于液压泵的启动停止、阀门瞬时启闭等，会导致系统中的流体压力脉动现象得以放大，因此针对液压系统中出现较大的流体压力脉动，将本发明安装于液压系统阀前管路系统中，使其对压力脉动流体实现有效衰减，达到减振降噪的目的。

基于质量-弹簧系统的流体脉动衰减器的消振方法，具体包括以下步骤：

S1、根据实际工作情况，对脉动衰减器中振动薄板1的进行设计，振动薄板的有效面积S，振动薄板所在气腔和油腔的压差ΔP与振动薄板受到的压力ΔF关系为：

ΔF＝ΔP·S

将脉动衰减器其它确定好的参数代入上式，通过改变振动薄板1的有效面积，其他条件不变，可以得出振动薄板1最佳有效面积。

S2、将脉动衰减器的机械弹簧6沿着集成式样机外缸体5的内壁径向并排分布，机械弹簧6与振动薄板1相连接的个数可由具体的消振要求确定。

S3、在AMESim软件(多学科领域复杂系统建模仿真平台)的草图模式下进行模型的搭建，在子模型模式下选择元件的合适子模型，在参数模式下设置各个元器件的结构参数，将可调参数设置为全局变量，设为全局变量的目的是批处理运行后，分别改变定量泵14的出口压力以及脉动衰减器后节流阀19的开口大小对基于质量-弹簧系统的流体脉动衰减器进行仿真分析。

S4、将信号源11和电机12的输入端连接，将电机12的输出端和定量泵14的第一输入端连接，将高压槽13和定量泵14的第二输入端连接，将脉动衰减器的油腔3通过一侧端盖2和定量泵14的输出端连接，将脉动衰减器的油腔3通过另一侧端盖2和节流阀19的输入端连接，节流阀19的输出端和低压槽20连接，并设定定量泵14的额定排量、液压系统的额定压力和液压系统内液体的流体属性21。

S5、给定步骤S4中信号源11一正弦信号，并设定正弦信号的频率、幅值和振幅，设定节流阀19的特征流量以及高压槽13和低压槽20之间的相应压降。

S6、液压系统中的流体通过一侧端盖2中心的通孔流入油腔3，第一部分流体的能量通过油腔3的阻尼耗散掉，第二部分流体的动能转化为振动薄板1和机械弹簧6的机械能。

S7、到达油腔3的流体对振动薄板1产生一个力的反馈信号，即压力脉动将使振动薄板1的运动转化为一个力的输出，到达油腔3的流体的机械能转化为振动薄板1的动能，推动振动薄板1压着机械弹簧6进行运动实现一个能量的转化，振动薄板1的动能转化为机械弹簧6的弹性势能，如此循环，实现能量的转化和耗散。

S8、油腔3的流体脉动能量转换为振动薄板1和机械弹簧6的机械能后，最后从另一侧端盖2中心的通孔流出。

S9、通过步骤S6至S8的反复运动，抑制了流体的压力脉动和流量脉动冲击，有效吸收了压力脉动和流量脉动能量，提高了该装置的响应速度以及频宽，在一定程度上实现了对流体脉动的有效衰减；使得流出基于质量-弹簧系统的流体脉动衰减器的端盖2第二通孔的油液流量更加稳定，对液压管路有着较好的减振降噪效果。

S10、设置空白对照模型，即除不含脉动衰减器外其它器件的连接关系和步骤S4一致，初始实验条件和S5一致，最后对两组脉动衰减器模型所在的液压系统压力响应曲线及仿真结果进行分析。

在消振方法的具体实施步骤中设置了空白对照模型，即除不含基于质量-弹簧系统的流体脉动衰减器外其他都相同的AMESim模型，通过对两组模型仿真的系统压力响应曲线及仿真结果数据分析，可得出含有基于质量-弹簧系统的流体脉动衰减器的AMESim模型衰减效果明显。

在对振动薄板两端压差ΔP的计算分析中，定义如下假设：

(1)振动薄板1工作过程中工作温度和工作环境会发生变化，油液粘度值恒定不变；

(2)振动薄板1为刚性元件，不可变形；

(3)不考虑油液重力所产生的微小阻尼变化。

以下结合具体数据对消振方法做进一步说明：

某液压系统的额定压力为2.3MPa，额定排量为90L/min，要求最后能够衰减一定的压力脉动，达到消除压力脉动的效果，本实例中液压管路的内径为16mm，基于质量-弹簧系统的流体脉动衰减器一侧端盖2中心通孔的直径将随着液压管路的内径在实际安装中的实际情况的变化而变化。

通过建模与仿真平台软件AMESim搭建基于质量-弹簧系统的流体脉动衰减器模型，以及仿真该模型对流体压力脉动的衰减效果。为了验证搭建的本发明脉动衰减器模型是否达到了吸收一定频率的压力脉动的效果，将半振动薄板1的质量和个数、油腔3的容积和长度以及机械弹簧6的刚度设置为可调的。

具体的实施过程如下：

S1、根据实际工作情况，对脉动衰减器中振动薄板1的质量、个数和接触面面积，油腔3的容积、长度以及机械弹簧6的刚度进行设计，设定脉动衰减器中振动薄板1的质量为500g、个数为4、接触面面积为0.05m²，油腔3的容积为1L、长度为300mm，机械弹簧6的刚度为560000N/m。

S2、将脉动衰减器的机械弹簧6沿着集成式样机外缸体的内壁径向并排分布，机械弹簧6与振动薄板1相连接的个数可由具体的消振要求确定。

S3、在AMESim软件(多学科领域复杂系统建模仿真平台)的草图模式下进行模型的搭建，在子模型模式下选择元件的合适子模型，在参数模式下设置各个元器件的结构参数，将可调参数设置为全局变量，设为全局变量的目的是批处理运行后，分别改变定量泵14的出口压力以及脉动衰减器后节流阀19的开口大小对基于质量-弹簧系统的流体脉动衰减器进行仿真分析。

S4、将信号源11和电机12的输入端连接，将电机12的输出端和定量泵14的第一输入端连接，高压槽13和定量泵14的第二输入端连接，将脉动衰减器的油腔3通过一侧端盖2和定量泵14的输出端连接，将脉动衰减器的油腔3通过另一侧端盖2和节流阀19的输入端连接，节流阀19的输出端和低压槽20连接，并设定定量泵14的额定排量为90L/min、液压系统的额定压力为2.3MPa和液压系统内液体的流体属性21。

S5、给定步骤S4中信号源11一正弦信号，并设定正弦信号的频率为125Hz、幅值为1650、振幅为200，设定节流阀19的特征流量为90L/min以及高压槽13和低压槽20之间的相应压降为2.3MPa。

S6、液压系统中的流体通过一侧端盖2中心的通孔流入油腔3，第一部分流体的能量通过油腔3的阻尼耗散掉，第二部分流体的动能转化为振动薄板1和机械弹簧6的机械能。

S7、到达油腔3的流体对振动薄板1产生一个力的反馈信号，即压力脉动将使振动薄板1的运动转化为一个力的输出，到达油腔3的流体的机械能转化为振动薄板1的动能，推动振动薄板1压着机械弹簧6进行运动实现一个能量的转化，振动薄板1的动能转化为机械弹簧6的弹性势能，如此循环，实现能量的转化和耗散。

S8、油腔3的流体脉动能量转换为振动薄板1和机械弹簧6的机械能后，最后从另一侧端盖2中心的通孔流出。

S9、通过步骤S6至S8的反复运动，抑制了流体的压力脉动和流量脉动冲击，有效吸收了压力脉动和流量脉动能量，提高了该装置的响应速度以及频宽，在一定程度上实现了对流体脉动的有效衰减；使得流出基于质量-弹簧系统的流体脉动衰减器的端盖2第二通孔的油液流量更加稳定，对液压管路有着较好的减振降噪效果。

S10、设置空白对照模型，即除不含脉动衰减器外其它器件的连接关系和步骤S4一致，初始实验条件和S5一致，最后对两组模型的系统压力响应曲线及仿真结果进行分析。

根据上述消振方法，得出液压系统的工作压力响应曲线如图4所示，对比系统工作压力响应曲线本发明的脉动衰减器系统的工作压力响应速度最快，在仿真回路里对流体的压力脉动的抑制效果最明显。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.基于质量-弹簧系统的流体脉动衰减器，其特征在于：所述衰减器包括内缸体、端盖、油腔、外缸体、机械弹簧、气腔、通气孔、连接杆和截止阀；所述内缸体同轴设置在外缸体内部，所述内缸体的内部构成油腔；所述内缸体与外缸体之间圆周均布有若干轴向气腔；所述内缸体外表面和外缸体内表面位于各气腔内的部分分别沿轴设置有相互对应的凸台；所述机械弹簧分别设置在各气腔内部，且两端分别与内缸体外表面和外缸体内表面上相互对应的两个凸台固连；所述通气孔连通各气腔，用于使气腔内的压力一致；所述端盖分别固定密封在外缸体的两端且中心与内缸体内部油腔连接；所述连接杆设置在外缸体的一侧且一端与气腔连通；所述连接杆的另一端连接截止阀，通过对气腔的充放气，实现对气腔压力的调节。

2.根据权利要求1所述的基于质量-弹簧系统的流体脉动衰减器，其特征在于：所述内缸体为圆筒形结构；所述内缸体由四个振动薄板组成，所述振动薄板的内外表面均为四分之一圆筒形曲面；每个振动薄板与外缸体之间设置有一个气腔；各振动薄板外表面的前后两侧对称设置有圆形凸台，且各振动薄板外表面前侧的圆形凸台呈圆周均布，各振动薄板外表面后侧的圆形凸台呈圆周均布；所述外缸体内表面与各振动薄板前后两侧圆形凸台对应位置处同样设置有圆形凸台。

3.根据权利要求2所述的基于质量-弹簧系统的流体脉动衰减器，其特征在于：所述机械弹簧受到的力等于振动薄板油腔面与气腔面受到的压力之差ΔF，机械弹簧的刚度为k，机械弹簧的压下量x和弹簧的固有频率ω为：

式中，ΔP为振动薄板在油腔面与气腔面受到的压强差，s为振动薄板的有效受力面积，m为质量-弹簧系统的有效质量。

4.根据权利要求2所述的基于质量-弹簧系统的流体脉动衰减器，其特征在于：所述振动薄板的侧壁和外缸体内壁之间设置有密封圈；所述振动薄板的外表面与气腔形成活塞腔。

5.根据权利要求2所述的基于质量-弹簧系统的流体脉动衰减器，其特征在于：相邻两个气腔之间通过一个通气孔连通。

6.根据权利要求3所述的基于质量-弹簧系统的流体脉动衰减器的消振方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤

S1、根据实际工作情况，对衰减器中的振动薄板进行设计，振动薄板的有效面积S，振动薄板所在气腔和油腔的压差ΔP与振动薄板受到的压力ΔF关系为：

ΔF＝ΔP·S

将衰减器其它确定好的参数代入上式，通过改变振动薄板的有效面积，其他条件不变，可以得出振动薄板最佳有效面积；

S2、将衰减器的机械弹簧沿着集成式样机外缸体的内壁径向并排分布，机械弹簧与振动薄板相连接的个数由具体的消振要求确定；

S3、在AMESim软件的草图模式下进行模型的搭建，在子模型模式下选择元件的合适子模型，在参数模式下设置各个元器件的结构参数，将可调参数设置为全局变量；

S4、将信号源和电机的输入端连接，将电机的输出端和定量泵的第一输入端连接，将高压槽和定量泵的第二输入端连接；将衰减器的油腔通过一侧端盖与定量泵的输出端连接，将衰减器的油腔通过另一侧端盖与节流阀的输入端连接；节流阀的输出端和低压槽连接，并设定定量泵的额定排量、液压系统的额定压力和液压系统内液体的流体属性；

S5、给定步骤S4中信号源一正弦信号，并设定正弦信号的频率、幅值和振幅，设定节流阀的开口大小以及高压槽和低压槽之间的相应压降；

S6、定量泵的液压系统中的流体通过一侧端盖中心流入衰减器的油腔中，第一部分流体的能量耗散掉，第二部分流体的动能转化为振动薄板和机械弹簧的机械能；

S7、到达油腔的流体对振动薄板产生一个力的反馈信号，即压力脉动将使振动薄板的运动转化为一个力的输出，到达油腔的流体的机械能转化为振动薄板的动能，推动振动薄板压着机械弹簧进行运动实现一个能量的转化，振动薄板的动能转化为机械弹簧的弹性势能，如此循环，实现能量的转化和耗散；

S8、油腔内的流体脉动能量转换为振动薄板和机械弹簧的机械能后，最后从另一侧端盖的中心流出；

S9、通过步骤S6至S8的反复运动，抑制了流体的压力脉动和流量脉动冲击，有效吸收了压力脉动和流量脉动能量，提高了衰减器的响应速度以及频宽，在一定程度上实现了对流体脉动的有效衰减；使得流出衰减器的油液流量更加稳定，对液压管路有着较好的减振降噪效果；

S10、设置空白对照模型，即除不含衰减器外其它器件的连接关系和步骤S4一致，初始实验条件和S5一致，最后对两组衰减器模型所在的液压系统压力响应曲线及仿真结果进行分析。

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