[发明专利]一种基于果蝇算法的马达预压缩容腔结构设计方法

说明书

本发明是一种基于果蝇算法的预压缩容腔结构设计方法，它的主要步骤包括：步骤一：建立连续回转电液伺服马达预压缩容腔模型。步骤二：流体模型的建立与网格划分。步骤三：利用FULENT软件，对预压缩容腔的降压过程仿真分析。步骤四：基于仿真结果，得到预压缩容腔最优尺寸的区间。步骤五：确定味道浓度判定函数S(i)，运用果蝇优化算法对预压缩容腔结构进行优化。通过此方法得到一种结构最优的正方体型预压缩容腔结构，从而有效地缓解连续回转电液伺服马达的压力冲击。

技术领域

本发明涉及电液伺服马达旋转过程中马达叶片的压力冲击领域，具体为设计一种正方体型预压缩容腔结构，并运用果蝇算法对电液伺服马达预压缩容腔进行优化的方法。

背景技术

连续回转电液伺服马达在工作中，叶片不可避免的承受高压与低压的转换，当马达叶片由高压区旋转至到低压区时，会对叶片造成压力冲击，这种压力冲击影响着了电液伺服马达低速性能；为了能够降低马达叶片在高低压油腔切换时的压力冲击，保证马达旋转时的性能，主要的改进方法是在马达配油盘上设计一个缓冲槽；缓冲槽的形状有U型、孔型、半圆形和三角锥形，除此之外，还有复合槽；三角锥型缓冲槽在降低液压冲击方面效果突出，被广泛的应用，然而随着液压技术的发展，单纯的设计缓冲槽已经不能满足市场的需求；在这样的背景下，本发明设计了一种正方体型预压缩容腔结构，运用果蝇算法，对预压缩容腔结构的边长进行了优化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：连续回转电液伺服马达在工作中，叶片不可避免地承受高压与低压的转换，从而对叶片造成压力冲击，为了降低压力冲击对马达叶片的影响，本发明设计了一种与阻尼孔相连的正方体型的预压缩容腔结构，并用果蝇优化算法确定其最佳的结构尺寸。

本发明为解决上述问题，提出如下技术方案：

步骤一：建立连续回转电液伺服马达预压缩容腔模型；

步骤二：流体模型的建立与网格划分；

步骤三：利用FULENT软件，对预压缩容腔的降压过程进行仿真分析，主要为以下几个过程： a)定义流体介质为32#抗磨液压油；b)指定进油口压力为6.5MPa，出油口压力为3.5MPa，其余各面类型均为壁面；c)选择k-ε湍流模型；d)参数设置完成后，运用FLUENT软件进行计算，将结果输出到CFD-POST软件中进行后处理，得到连续回转电液伺服马达叶片旋转角度为0°、 0.2°、0.4°、0.6°、0.8°、1°、1.2°、1.6°和2°情况时不带预压容腔结构和预压缩容腔边长分别取10mm、20mm、30mm和50mm时的计算结果；e)通过对带有不同尺寸预压缩容腔结构的密封容腔计算结果分析，得到压力梯度曲线和脉动率曲线；

步骤四：基于仿真结果，得到预压缩容腔最优尺寸的区间；

步骤五：确定味道浓度判定函数S(i)，运用果蝇优化算法对预压缩容腔结构进行优化，得到预压缩容腔容腔的最佳尺寸，主要有以下几个过程：

a)根据连续回转电液伺服马达密封容腔数学模型，得到连续回转电液伺服马达的压力梯度，将预压缩容腔边长尺寸作为味道浓度判定值S(i)，马达在降压过程中的压力梯度作为判定函数；

b)在连续回转电液伺服马达降压过程中，把马达叶片旋转角度和预压缩容腔边长尺寸区间为约束条件；

c)以连续回转电液伺服马达在长半径圆弧区域降压过程中的压力梯度为判定函数，初始化果蝇的位置区间、果蝇随机飞行的方向和距离区间，设置种群规模、迭代次数，运用果蝇优化算法对马达预压缩容腔结构进行优化。

本发明设计了一种正方体型的预压缩容腔结构，并用果蝇优化算法对预压缩容腔的结构尺寸进行优化，从而得到最佳的的预压缩容腔结构，本发明的优点是降低马达叶片在高低压腔切换时的压力冲击，保证其压力过渡平稳，同时为电液伺服马达的结构提供了一种新思想。

附图说明