| 致谢 | 第4-5页 |
| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第12-24页 |
| 1.1 气动技术简介 | 第12页 |
| 1.2 低摩擦气缸的国内外研究现状 | 第12-16页 |
| 1.2.1 基于密封特性原理的低摩擦气缸 | 第12-13页 |
| 1.2.2 基于轴承导向原理的低摩擦气缸 | 第13-14页 |
| 1.2.3 基于气浮活塞原理的低摩擦气缸 | 第14-16页 |
| 1.3 气浮式轴承的国内外研究现状 | 第16-20页 |
| 1.3.1 气浮式轴承结构研究现状 | 第16-18页 |
| 1.3.2 气浮式轴承原理研究现状 | 第18-20页 |
| 1.3.3 气浮式轴承优化研究现状 | 第20页 |
| 1.4 气缸动态性能研究现状 | 第20-21页 |
| 1.4.1 气缸动态原理研究现状 | 第20页 |
| 1.4.2 气缸动态实验研究现状 | 第20-21页 |
| 1.5 课题意义以及主要工作 | 第21-24页 |
| 1.5.1 课题意义 | 第22页 |
| 1.5.2 主要工作 | 第22-24页 |
| 第2章 无摩擦气缸活塞的气隙压力分布建模 | 第24-38页 |
| 2.1 结构设计与模型说明 | 第24-26页 |
| 2.1.1 气浮式无摩擦气缸结构设计 | 第24-25页 |
| 2.1.2 气浮式活塞结构设计 | 第25页 |
| 2.1.3 气浮式活塞周向展开 | 第25-26页 |
| 2.1.4 模型说明 | 第26页 |
| 2.2 一维气体间隙流动的数学模型 | 第26-30页 |
| 2.2.1 一维解析模型假设 | 第26-27页 |
| 2.2.2 间隙气体流动方程 | 第27页 |
| 2.2.3 节流孔流量计算 | 第27-28页 |
| 2.2.4 压力分布计算 | 第28-30页 |
| 2.3 二维气体间隙流动的数学模型 | 第30-37页 |
| 2.3.1 二维数值模型基本假设 | 第30-31页 |
| 2.3.2 气体润滑Reynolds方程一般形式 | 第31-32页 |
| 2.3.3 静压活塞无因次Reynolds方程 | 第32-33页 |
| 2.3.4 节流孔的流动特性 | 第33页 |
| 2.3.5 边界条件 | 第33-35页 |
| 2.3.6 节流口出口处的边界条件 | 第35-37页 |
| 2.3.7 压力分布 | 第37页 |
| 2.4 本章小结 | 第37-38页 |
| 第3章 无摩擦气缸静特性研究 | 第38-52页 |
| 3.1 静态性能指标 | 第38页 |
| 3.2 一维模型静态性能指标计算 | 第38-39页 |
| 3.2.1 气体泄漏量计算 | 第38页 |
| 3.2.2 径向承载力计算 | 第38-39页 |
| 3.3 二维模型静态性能指标计算 | 第39-40页 |
| 3.3.1 气体泄漏量计算 | 第39-40页 |
| 3.3.2 径向承载力计算 | 第40页 |
| 3.4 二维数值模型求解方法 | 第40-43页 |
| 3.4.1 MATLAB PDE工具箱简介 | 第40-42页 |
| 3.4.2 稳态Reynolds方程转换 | 第42页 |
| 3.4.3 二维数值模型的求解过程 | 第42-43页 |
| 3.5 设计变量确定 | 第43-44页 |
| 3.6 压力分布计算结果 | 第44-46页 |
| 3.6.1 活塞表面整体压力分布 | 第44页 |
| 3.6.2 一二维模型沿节流小孔轴向截面压力分布 | 第44-46页 |
| 3.7 静态性能计算结果及分析 | 第46-50页 |
| 3.7.1 无量纲小孔直径ds/Dcy对静态性能影响 | 第46-47页 |
| 3.7.2 无量纲平均间隙h0/Dcy对静态性能影响 | 第47-48页 |
| 3.7.3 无量纲化小孔位置11/L对静态性能影响 | 第48-49页 |
| 3.7.4 长径比L/D对静态性能影响 | 第49-50页 |
| 3.7.5 一维解析模型与二维数值模型对比总结 | 第50页 |
| 3.8 本章小结 | 第50-52页 |
| 第4章 无摩擦气缸静特性优化设计 | 第52-60页 |
| 4.1 优化设计流程 | 第52-56页 |
| 4.1.1 优化设计变量 | 第53页 |
| 4.1.2 优化算法 | 第53-54页 |
| 4.1.3 优化模型描述 | 第54-56页 |
| 4.2 优化结果对比 | 第56-59页 |
| 4.2.1 优化方法结果对比 | 第56-57页 |
| 4.2.2 受限优化方法的有效性分析 | 第57-58页 |
| 4.2.3 不同长径比L/D下COPT优化性能结果 | 第58-59页 |
| 4.2.4 最优结果 | 第59页 |
| 4.3 本章小结 | 第59-60页 |
| 第5章 无摩擦气缸动态特性研究 | 第60-76页 |
| 5.1 气缸动态机理模型 | 第60-64页 |
| 5.1.1 变质量系统方程 | 第61页 |
| 5.1.2 气缸两腔流量连续性方程 | 第61-62页 |
| 5.1.3 气缸压力方程 | 第62页 |
| 5.1.4 气缸动力学方程 | 第62-63页 |
| 5.1.5 控制阀压力-流量方程 | 第63页 |
| 5.1.6 总体动力学状态方程模型 | 第63-64页 |
| 5.2 气缸仿真模型建立 | 第64-66页 |
| 5.2.1 气缸仿真平台软件简介 | 第64页 |
| 5.2.2 基于AMESim理想气缸动态模型建立 | 第64-65页 |
| 5.2.3 基于MATLAB Simulink无摩擦气缸动态模型建立 | 第65页 |
| 5.2.4 输入变量确定 | 第65-66页 |
| 5.3 气缸动态性能开环控制仿真 | 第66-74页 |
| 5.3.1 不同控制输入影响 | 第66-70页 |
| 5.3.2 不同激励参数影响 | 第70-72页 |
| 5.3.3 不同活塞结构设计参数影响 | 第72-74页 |
| 5.4 本章小结 | 第74-76页 |
| 第6章 无摩擦气缸实验平台研究 | 第76-82页 |
| 6.1 实验台设计和性能测试方法 | 第76-81页 |
| 6.1.1 试验台设计 | 第76-81页 |
| 6.1.2 性能测试方法 | 第81页 |
| 6.2 本章小结 | 第81-82页 |
| 第7章 总结与展望 | 第82-84页 |
| 7.1 总结 | 第82-83页 |
| 7.2 展望 | 第83-84页 |
| 参考文献 | 第84-88页 |
| 硕士期间发表论文 | 第88页 |
