新型柱塞式安全阀设计优化及仿真分析

针对导弹气路系统用安全阀小型化、大流量、高可靠性的发展要求,设计一种新型柱塞式安全阀。绘制安全阀的流场的几何模型,基于Fluent仿真分析平台建立新型柱塞式安全阀流道的数学模型。对其进行详细的流场分析,明确了安全阀气穴气蚀的产生机制和影响因素,并提出流道优化方法。利用AMESim软件分析了优化后柱塞式安全阀动态特性。最后,利用测试系统进行了安全阀的启闭特性试验,试验结果满足设计要求,验证了理论分析和设计方法的正确性。     

锥阀用作换向阀时启闭特性的研究(Ⅰ)

本文对锥阀用作换向阀(浮阀和分配阀)的运动过程,通过建立数学模型和动力分析,进行了启闭特性的研究。从定量上讨论浮阀的关闭速度和分配阀的开启力,以及影响浮阀的关闭速度和分配阀开启力的因素。供参考。     

大流量安全阀动态特性仿真研究

介绍一种高端液压支架用大流量安全阀的工作回路与结构特点,根据其特点设计了大流量安全阀的试验方案,利用Simulink对其动态特性进行仿真分析。通过仿真分析可知,增加弹簧的刚度可以优化动态特性。研究内容为分析该阀的结构参数变化及其性能指标提供了理论依据。     

变刚度弹簧对高压大流量安全阀响应特性的影响规律

随着煤炭综采技术的发展，液压支架受到顶板来压的强度和频率不断增强。为研究高压大流量安全阀在顶板来压时的响应特性，以典型的1 000 L/min大流量安全阀为基础研究对象，分别利用Simulink和AMESim建立模型，分析顶板来压时安全阀的弹簧刚度变化对其响应特性和启溢闭时间的影响规律。结果表明：定刚度弹簧刚度减小能有效减小超调量但阀芯震荡加剧，安全阀压力波动较大；刚度增加能使阀芯振幅减小且更快趋于稳定，但安全阀超调量增加，不利于卸荷溢流；变刚度弹簧能有效减小冲击载荷下安全阀的超调量，提高安全阀的压力控制精度，从而提高安全阀的稳定性和可靠性。此外，设计一种以氮气为气体弹簧的新结构安全阀，仿真结果表明：氮气弹簧安全阀的超调量为9.5 MPa,压力稳定时间61.4 ms,安全阀关闭时液压缸内压力为35.61 MPa,关闭延迟时间为78 ms,为高压大流量安全阀的设计提供了理论依据。     

某系统液压集成块流道液流特性分析

针对液压集成块内部复杂流道对液流特性的影响,利用计算流体动力学(CFD)方法对系统实际工况下液压集成块内复杂流道进行建模和仿真,分析影响液压集成块压力损失的主要因素及液压集成块内部流道结构与液流流动特性的关系.通过与实验数据的对比,验证仿真模型的可行性,为系统性能提高和集成块的优化设计提供了依据.     

基于AMESim的双级保护大流量安全阀开启压力及流量特性影响因素研究

在分析某型双级保护大流量安全阀工作原理的基础上,建立双级保护安全阀的数学模型;借助AMESim16.0软件建立双级保护大流量安全阀及包含安全阀的支架液压仿真模型,进行仿真分析,得到安全阀开启压力、流量特性曲线。为进一步探究影响双级保护大流量安全阀开启压力、流量特性的因素,改变一级直动阀的直径、二级差动阀进液口直径及二级差动阀芯小端直径并在支架液压模型中进行仿真分析。结果表明:一级直动阀阀芯直径为11.5 mm时,开启压力为40 MPa;给定进液口为直径34 mm、二级差动阀芯小端直径为30 mm时,二级差动阀开启压力约为45 MPa。仿真结果为更好地应用双级保护大流量安全阀提供参考。     

基于AMESim三通插装阀动态特性研究

利用AMESim液压设计元件库构造了三通插装阀仿真模型,并建立了充液插装阀和排液插装阀的数学动态方程,主要研究充液插装阀的入口压力变化及排液插装阀的阀芯位移变化,给出各自变化曲线。结果表明：影响充液插装阀启闭特性的主要因素为弹簧刚度、弹簧预紧力、阻尼系数,影响排液插装阀瞬态开度和稳态开度的主要因素为复位弹簧刚度及弹簧预紧力,影响排液插装阀关闭性能的主要因素为阻尼系数。     

用于阀门启闭的一体化作动器的仿真及优化

针对用于阀门启闭的一体化作动器进行研究。提出一种用于阀门启闭的一体化作动器的技术方案,并进行液压系统设计和结构优化。应用AMESim软件对该种用于阀门启闭的一体化作动器进行建模和仿真,并对系统的响应特性进行仿真研究,此外还对比研究了蓄能器优化方案。结果证明:优化后的液压系统模型更合理,能在满足系统工况的要求下有效减小系统振动。     

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。     

高效MAG焊接旋转射流过渡时液流束的运动分析

利用高速摄像研究了高效MAG焊接旋转射流过渡过程,对旋转射流过渡过程中液流束以及电弧运动进行了观察.通过分析液流束和焊接电弧上的作用力,揭示了旋转射流过渡时液流束的运动特性以及液流束的运动与焊接电弧的运动之间的主从关系.指出旋转射流过渡时特有的焊接电弧形态所产生的电弧力促使液流束的旋转,而液流束的旋转又带动焊接电弧的旋转.在旋转过程中,液流束上阳极斑点力促进了液流束的旋转,而工件上阴极斑点的粘着性阻碍了电弧的旋转.因此可以通过控制焊接电弧形态,达到控制旋转射流过渡过程的目的.     

基于AMESim卸荷溢流阀阻尼孔优化分析

为了优化卸荷溢流阀的动态性能,建立卸荷溢流阀模型,分析卸荷溢流阀在受到流量冲击时安全阀阀芯位移、安全阀出口流量、安全阀进口压力以及主阀出口流量变化情况,得出合理的阻尼孔直径,并在此基础上仿真分析流量平衡时各阀口的流量曲线。结果表明:阻尼孔直径值为1 mm时,易于卸荷溢流阀的性能平衡;各阀口受到流量冲击时,流量波动0.06 s后均趋于稳定。     

一种新型数字流量阀动态特性研究

针对高速开关阀流量小且不连续的缺陷,设计一种新型的两级数字流量阀。其先导级为电机驱动的高速开关转阀,主级为三位四通滑阀。高速开关转阀的启闭频率较高,可以显著减小主阀流量波动。基于两级阀的结构和工作原理,建立数学模型和流量波动模型。在AMESim软件中建立了两级数字流量阀的动态仿真模型,对主阀进行动态位移特性和动态流量特性仿真计算,分析主阀供油压力、面积比、节流槽宽度等参数对主阀阀芯位移动态响应特性的影响以及先导流量、控制腔体积、启闭频率等参数对主阀流量稳定性的影响。结果表明:增大供油压力、启闭频率,减小面积比、节流槽宽度可以提高阀的响应速度;增加启闭频率、增大控制腔体积以及减小先导流量都可以降低主阀流量波动,提高输出流量的稳定性。     

基于计算机模拟的安全阀阀体多向模锻精密成形工艺北大核心CSCD

以安全阀阀体为研究对象,根据其结构特征,提出了多向模锻精密成形工艺方案。通过数值模拟技术,分析了安全阀阀体的成形过程,研究了不同凸模结构对安全阀阀体成形的影响。结果发现,采用复合凸模结构时材料流动更合理,而采用单一凸模结构容易出现材料折叠缺陷。而后,基于复合凸模结构,研究了左右复合凸模的不同加载速度比对多向模锻精密成形过程的影响,并从安全阀阀体锻后的等效应变分布、温度分布、各凸模最大受力情况以及最小合模力等方面进行了对比分析。结果表明:当左右复合凸模的加载速度比为1.76∶1时,安全阀阀体锻后的等效应变及温度分布更为均匀,安全阀阀体成形效果更好,同时各凸模最大受力及最小合模力也更小,更益于延长模具的使用寿命。     

甘蔗切断机构负载敏感系统液压冲击的仿真及试验研究

针对甘蔗收获机在丘陵地区作业时液压冲击导致的管路破损和泄漏等问题，以输出功率最大的切段机构液压系统为研究对象，运用AMESim仿真软件建立切断机构液压负载敏感系统仿真模型，研究负载敏感阀的启闭时间、负载敏感泵出口至负载敏感阀的供油管路长度以及负载敏感系统的反馈管路长度对系统压力冲击的影响规律。仿真结果表明：缩短换向阀的开启时间、延长换向阀的关闭时间可有效降低系统的液压冲击，缩短泵出口管路长度、延长泵阀反馈管路长度可有效减缓系统的液压冲击现象。通过试验获得了与仿真结果基本一致的结论：当换向阀开启和关闭的响应时间分别为产品样本给定参数的最小值和最大值时，液压冲击幅度分别降低13.6%和33.1%；泵出口至敏感阀的管路长度每缩短0.5 m，系统冲击降低幅度约为0.5 MPa；反馈管道长度每延长0.5 m，系统压力冲击下降约0.808 MPa。     

基于AMESim的新型缓冲稳压型减压阀仿真研究

传统直动式减压阀出口压力稳定性差,在外加负载发生突变时尤其明显。为解决此问题,设计一种新型缓冲稳压型减压阀。对阀的动态特性进行分析,并利用AMESim仿真软件建立减压阀仿真模型,仿真分析稳压阻尼口直径、稳压活塞质量及稳压弹簧预紧力等关键参数对阀性能的影响。结果表明:稳压阻尼口直径对减压阀动态特性影响较大,而稳压活塞质量及稳压弹簧预紧力对减压阀动态特性影响较小。所得结论为减压阀的改进及优化设计提供了参考。     

300MN模锻水压机水阀启闭动作响应的研究

以带先导卸荷阀结构的大型水压机高压大流量水阀为研究对象。对高压大流量水阀的结构及原理进行分析,建立其机制的动态数学模型,系统地研究了该水阀的启闭动作时间响应问题,分析工作水压、系统增益以及凸轮磨损量对水阀启闭动作响应时间的影响规律。利用matlab/simulink数值仿真软件,对该模型进行数值模拟仿真分析,得到了水阀响应时间、系统增益、系统水压以及凸轮磨损量之间的相互关系。仿真结果表明:水阀开启响应具有瞬变性,并且主阀的开启速度越快,瞬变性越明显;在同一水压下,随着增益的增加,主阀的响应越快。仿真结果证明了研究的有效性,由于水阀启闭动作时间直接影响水压机的操作性能,水阀启闭时间的滞后是导致驱动系统出现故障的主要原因。研究结果为水阀的开启优化、液压机的故障诊断以及液压机的正确使用及维护提供了参考。     

基于遗传算法的双曲肘合模机构的优化设计

为了提高注塑机合模机构的合模力和启闭模效率,文章分析了双曲肘合模机构的运动特性和力学特性,在保持动模板行程不变并满足各种约束的前提下,建立合模机构的机构总长、增力比和行程比的多目标优化设计模型,并基于MATLAB遗传算法工具箱(GAOT),对双曲肘合模机构的关键结构参数进行多目标优化.结果表明,优化后机构总长度下降了13.7％,行程比提高了16.3％,增力比提高了3.83％.     

300MN模锻水压机水阀启闭动作响应研究

以带先导卸荷阀结构的大型水压机高压大流量水阀为研究对象。对高压大流量水阀的结构及原理进行分析，建立其机制的动态数学模型，系统地研究了该水阀的启闭动作时间响应问题，分析工作水压、系统增益以及凸轮磨损量对水阀启闭动作响应时间的影响规律。利用matlab/simulink数值仿真软件，对该模型进行数值模拟仿真分析，得到了水阀响应时间、系统增益、系统水压以及凸轮磨损量之间的相互关系。仿真结果表明：水阀开启响应具有瞬变性，并且主阀的开启速度越快，瞬变性越明显；在同一水压下，随着增益的增加，主阀的响应越快。仿真结果证明了研究的有效性，由于水阀启闭动作时间直接影响水压机的操作性能，水阀启闭时间的滞后是导致驱动系统出现故障的主要原因。研究结果为水阀的开启优化、液压机的故障诊断以及液压机的正确使用及维护提供了参考。     

往复泵并联系统液流固有频率的计算与实验研究

研究了飞机集中除冰系统在往复泵脉动动力源激励下的减振问题。运用流体网络理论,从研究管系内部液流振动的固有频率着手,采用无阻尼管路数学模型及传递矩阵法,进行了理论研究,开发了适用于复杂流体传输系统液流脉动固有频率计算的仿真软件。利用该软件较全面地分析了管网系统结构参数对管道压力脉动特性的影响,通过调整各结构参数,达到优化结构、避开谐振、降低压力脉动幅值的目的。     

直动式球面密封高压安全阀密封失效及改进研究

航天伺服系统配套使用的高压安全阀,要求其体积小、压力高、流量大、响应快。直动式球面密封高压安全阀为其中一种重要的结构形式,虽然其结构简单,但密封失效问题严重影响产品性能以及调试效率和合格率,造成交付进度延误甚至造成巨大经济损失。采用理论计算、仿真分析以及试验研究方法对直动式球面密封高压安全阀的密封失效机制进行了研究并提出了改进措施,通过试验验证了改进密封结构的有效性。