基于流固耦合的液压阀块数值模拟分析

液压阀块是集成式液压系统的核心部件,阀块内孔道损伤对液压系统机能影响重大,导致油液泄漏,甚至会影响阀块内其他油路。为分析自卸车举升系统液压阀块流固耦合情况,采用Solidworks软件建立流道及阀体三维几何模型,采用FLUENT软件对液压阀块内部进油路流场进行定常数值计算。采用ANSYS Workbench软件对液压阀块流道流场和液压阀块阀体进行单向流固耦合计算。重点分析了流道压力损失的位置,比较两种不同相交方式的流道对阀体的影响。结果表明:液流流过直角转弯结构后流速变化和压力损失较大,提出了流道的优化方案,减少了直角转弯处阀体应力集中现象,提高了自卸车举升系统液压阀块的可靠性。     

三段式变速箱换段液压系统阀体的设计与分析

针对三段式变速箱的换段方式,确定其液压传动方案。结合螺纹插装阀的使用将三段式变速箱的换段液压系统设计成集成阀体。利用Solid works设计出阀块,并使用ANSYS Workbench静力学分析,验证了阀块的结构可靠性。同时使用FLUENT对阀块内部工作流道进行流场分析,分析工作过程中流道内的液流特性,得到离合器进油的每一段路径的压力损失几乎都小于0.1 MPa,证明了阀块的设计具有较优的性能。     

阀芯旋转式高速开关阀的气穴特性研究

提出一种阀芯旋转式高速开关阀,通过阀芯旋转实现高速开关,突破阀芯往复运动结构对开关频率的限制。在此基础上,建立阀内流体模型,利用Fluent软件对不同运动和结构参数下阀口的气穴现象进行数值模拟及量化分析。结果表明：气穴现象主要发生在靠近阀芯沟槽一侧,随旋转角度的增加而减小;气穴范围和气相体积分数的下降速度随出口压力的增加而增大,当出口压力为5 MPa时,气相体积分数迅速下降并在旋转角度为3°时趋于0;改变占空比,气穴未有明显变化;增大阀口流道的倾斜角度,气穴抑制效果显著,可提高输出流量的稳定性。     

磁力驱动泵隔离套对冷却流道流场特性影响机制研究

为探究不同隔离套壁厚下磁力驱动泵冷却工作介质流经隔离套工作间隙所产生压力损失对隔离套性能的影响,对隔离套的结构尺寸及隔离套工作间隙变化时冷却循环流道流场特性进行探讨。利用SolidWorks和ANSYS Workbench建立冷却循环流道等比例三维模型,基于SIMPLC算法和RNG κ-ε模型,利用Fluent仿真分析磁力驱动泵冷却流道内部流场特性,计算可得:冷却工作介质进入导流孔后形成漩涡引起局部压力损失;流经隔离套底部进入泵轴中心回流孔处压力损失最大;流经隔离套工作间隙存在压力损失并随隔离套工作间隙的增大而减小,隔离套壁厚为0.8 mm且工作间隙2.6 mm时,压力损失值最小为2 000 Pa,此数据为隔离套的结构优化提供参考。     

低压汽轮机电液调节系统内部流道阻力研究

低压汽轮机电液调节系统中的保安集成块内部流道阻力直接影响到先导油压的动态泄压品质。通过CFD仿真分析了保安集成块内部的三种π形流道模块单元、T形正交与非正交流道模块单元以及直角交叉兼具突扩特征的流道模块单元的流动机制,对比各自的流量-压力损失特性,提出一种简易预测集成块复杂流道阻力的方法。结果表明：在直角转弯流道中,适当增大液流流动的曲率半径,可减小压力损失;同等流量下,直角交叉兼突扩特征的流道模块单元压力损失最大。     

汽车起重机用平衡阀静态特性仿真及试验研究

以汽车起重机起升机构系统中的某型流量为300 L/min平衡阀为研究对象,根据平衡阀的结构特点及工作原理,搭建数学模型,并对阀口模型进行精准过流面积计算。以数学模型为基础在AMESim中搭建仿真模型,分析负载压力、主阀流量、背压及控制特性曲线的静态特性;同时对平衡阀进行试验,试验结果对比仿真结果修正数学模型中参数值。结果表明：随着控制压力的增大,主阀口流量呈逐渐增大的趋势;当达到额定流量300 L/min时,主阀口流量保持不变;仿真模拟曲线与试验曲线最大误差为2.7%,验证了模型的可用性。     

迷宫式调节阀内部流动与损失量化研究

迷宫式调节阀具有独特的迷宫式盘片结构,在减缓或避免旁路系统中出现汽蚀、闪蒸、振动和噪声等不利影响时起重要作用。然而,盘片结构也会导致阀内流场变化复杂,流动损失加剧。介绍迷宫式调节阀的工作原理,建立调节阀仿真模型,通过流量系数和质量流量验证仿真模型的准确性。对不同阀口开度下的气动特性进行分析,并利用熵产率及熵产率体积分数对各开度下损失进行量化研究。结果表明：随着开度的减小,阀内速度整体呈减小的趋势,但压力并未呈线性变化;阀内低频段的速度波动,可能是导致阀内噪声和流致振动的重要原因;高损失区域主要集中在迷宫盘片的通流区域,而损失随着开度的增大呈规律性增大。     

F20叉车多路阀微动特性仿真分析

以叉车作业过程中倾斜自锁阀片进回油时单片阀体内部油路为研究对象,给出了倾斜自锁阀片的阀芯位移与不同油口通断时形成的压力与流量特性等参数,并进行了仿真分析。将仿真所得数据与理论计算数据进行对比,分析结果表明：理论计算与仿真数值趋势基本一致;完善了阀体内流道模型,并验证了模型的准确性,有助于对元件局部构造进行设计优化。     

飞机燃油加注系统中调压阀结构的优化改进

当燃油泵的出口压力一定时,系统中调压阀压力损失过大,会使得加油接口处的压力低于额定值,不能充分发挥压力加油的作用。针对某型飞机燃油加注系统中调压阀压力损失过高的问题,以及通过试验来优化调压阀存在耗时长、成本高等问题,采用数值仿真的方式对调压阀的内部流场进行分析。结果表明:阀口节流作用是引起压力损失的主要原因,阀内流道突变是引起压力损失的次要原因。对调压阀进行优化,优化后的调压阀能够满足加油系统的技术要求。并通过在不同开度下对优化后的调压阀进行数值仿真分析,得到其理想流量特性曲线,为实际加油系统中调压阀的应用提供理论参考。     

圆锥阀流量系数的研究

本文在文献的基础上,进一步对圆锥阀流量系数给出在理论上更加符合实际的计算方法。利用文献的计算结果,推导出在通道长度小于进口段长度时圆锥阀的压力损失系数和流量系数。     

基于AMESim恒功率泵的动静态特性仿真分析

以压力流量功率复合控制泵的功率控制部分为研究对象,利用AMESim搭建压力流量功率复合控制泵的整体仿真模型,针对影响其功率控制部分动静态特性的几个关键因素--流量阀弹簧刚度、功率阀阀芯三角槽数进行变参分析.仿真结果表明:增大流量阀弹簧刚度,可以改善功率控制范围内斜盘摆角的动态特性;增加功率阀阀芯三角槽个数,可以减小最小功率值,从一定程度上增大功率控制范围.     

水压机主分配器内进水阀的数值模拟及结构改进

以当前常用的水压机主分配器的进水阀为主要研究对象,建立了其数学模型,基于有限元理论,利用CFD软件对进水阀和排水阀进行了内部流场的数值模拟研究,通过对进水阀内部流场的模拟分析可知目前常用的进水阀的引水孔结构不合理,容易产生气蚀,影响其使用寿命,而且出口速度变化范围大,不利于系统稳定.针对水阀的特点,对进水阀进行流场计算,并考虑阀的压力损失,从水力学的角度对该阀进行了优化设计.经过优化改进引水孔的倾斜角度,阀腔内压力均匀分布,出口速度变化缓和,性能得到改善.     

基于遗传算法的多级主压阀动态特性优化

多级主调压阀作为自动变速器液压控制系统的关键元件,其动态特性直接影响系统的快速性、稳定性和控制精度。在对阀进行结构参数优化时,先凭借经验对参数逐个调整再通过试验验证的方法,效率低且不能保证阀的性能最优。根据多级主压阀工作原理建立了多级主压阀数学模型;搭建多级主压阀Simulink仿真模型,通过分析多级主调压阀各结构参数对阀入口压力动态响应特性的影响,选取弹簧刚度、弹簧预压缩量和阻尼孔直径作为待优化变量;利用MATLAB优化工具箱中提供的遗传算法与Simulink结合对多级主调压阀的动态性能进行优化,并搭建试验台进行试验验证。仿真和试验结果表明：优化后多级主调压阀静态特性良好,负载流量突增时主压压力降低现象得到了改善,响应时间短,动态性能好。     

高压电-气流量伺服阀压力-流量特性分析

介绍了高压电-气流量伺服阀的工作原理,列出了其压力-流量特性一般方程,利用MATLAB软件针对不同开口量及不同开口形状的伺服阀的压力-流量特性进行了仿真,根据仿真结果,分析了阀芯开口形状对阀性能的影响.     

基于CFD的阀芯颈部直径对液压锥阀性能的影响研究

采用计算流体动力学（computational fluid dynamics,CFD）方法对锥阀的阀腔内流场进行求解,得到不同阀芯颈部直径D值下不同阀口开度对应的流量、流量系数、阀芯阻力与稳态液动力值,并对解析结果进行了分析。结果表明：在相同阀口开度下,阀芯颈部直径D的变化对流量、流量系数几乎无影响,流量系数保持在0．86左右;阀芯的颈部直径D的变化对阀芯阻力与稳态液动力的影响也很小;阀芯阻力随着阀口开度的增大而减小;稳态液动力随着阀口开度增大而增大。     

矿用液压支架大流量安全阀卸荷性能分析

针对液压支架大流量安全阀在冲击载荷作用下不稳定的问题,以矿用液压支架上的FAD500/50型大流量安全阀作为研究对象,依据其结构和工作原理,利用AMESim软件对安全阀过载时的卸荷性能进行仿真分析,得到安全阀溢流时压力与流量动态输出特性以及阀芯运动规律特性。结果表明：在冲击载荷下,安全阀压力超调量和压力超调率分别为5.9 MPa和15%;安全阀开启瞬间阀芯会产生震荡,突变载荷是阀芯产生震荡的主要因素。最后通过试验证明了安全阀回路压力损失随着乳化液流量的增大而增大,但在0~320 L/min公称流量下,安全阀的压力损失低于7 MPa,系统整体运行稳定。     

吸液管路对乳化液泵性能影响及改善研究

针对大流量乳化液泵吸液性能差的问题,以乳化液泵的吸液管路为研究对象,建立吸液胶管阀口吸入压力、压力损失及管路参数的数学模型,分析对泵容积效率的影响,并利用AMESim软件建立乳化液泵单个系统的仿真模型,对乳化液泵吸液动态特性进行仿真。分析了吸入压力、压力损失、管长、管径对泵液力端性能的影响。提出增加吸入压力、减小管路压力损失和最优管径管长等相关措施,为乳化液泵吸液管路的设计及优化提供参考。     

配流阀结构特征对微型高压柱塞泵流量输出特性的影响

为满足航空泵高功率密度化要求，微型高压柱塞泵采用阀配流方式能够有效减少泄漏，提高容积效率。针对影响微型高压柱塞泵流量输出特性的主要因素，建立阀配流微型高压柱塞泵数学模型，通过AMESim搭建不同结构的单向阀配流模型，将球阀、锥阀、平板阀等不同形式的单向阀芯进行不同组合结构的建模及仿真试验，对微泵的余隙容积、斜盘倾角、负载压力及单向阀的弹簧刚度、阀芯质量等影响因素进行仿真分析。结果表明：在现有结构下，吸液阀和排液阀均为平板阀时是最优配流阀组合形式；微泵在变转速工况下容积效率稳定，阀芯质量对配流阀迟滞性影响较小；增大斜盘倾角及减小负载压力和余隙容积能够有效改善配流阀开启滞后角，进而提高容积效率。     

压铸机增压系统的数学模型及仿真研究

建立了压铸机增压系统的数学模型,分析了影响压铸机增压过程中压力飞升速度的因素,提出了提高压力飞升速度的一系列方法并用AMESim仿真软件进行了验证.     

基于FLUENT的射流管伺服阀前置级放大器流场的数值仿真

利用FLUENT软件对射流管伺服阀的前置级放大器的流场进行数值仿真,获得射流管放大器喷嘴在不同结构参数下的恢复压力和流量,并建立恢复压力和恢复流量的数学模型,为射流管伺服阀的设计及性能预测提供了参考依据。