挖掘机多路阀回转联阀口流场仿真分析

针对挖掘机多路阀回转联阀口部位采用CFD仿真的方法对阀口流道进行数值模拟。在Fluent软件中采用基于压力基求解模型、绝对速度公式方法和Realizable κ-ε湍流模型对多路阀回转联阀口流场进行稳态数值模拟,分析不同阀口开度、入口速度和出口负载下的速度和压力仿真云图,得到具体影响效果,并进行了相关的试验。结果表明:阀口开度的改变会显著影响阀口处流体的速度场和压力场的分布,阀口对流体具有节流作用,阀口开度越小节流作用越大;入口速度的变化对流体的速度场和压力场的分布影响不大,但是会明显影响流体的速度, 而对于压力大小的影响较弱;在 Fluent 仿真软件中,当设定边界条件为速度入口和压力出口时,对于出口压力,只改变压力的大小,对压力场分布基本不产生影响,最后通过试验验证了仿真的正确性。     

分流集流阀的动态特性分析

通过对液压分流集流阀的结构及工作原理进行分析,建立分流集流阀的数学模型。利用AMESim软件对其分流工况进行建模、仿真、分析,着重分析了阀的同步精度、响应时间等动态性能。在此基础上分析了阀的结构参数:阀门直径、对中弹簧刚度、弹簧座及定节流口、可变节流口直径对液压分流集流阀同步精度的影响,为阀的设计提供了参照。     

基于COMSOL液压节流阀内部流场数值模拟研究

针对不同开度下U型节流阀内部流场的变化,基于软件COMSOL Multiphysics建立CFD数值计算模型,得到了节流阀内部流场的速度、压力分布等随着阀口开度变化的特性云图。研究结果表明：节流口处压力下降梯度较大,并出现局部低压区。阀内流体速度在经过阀口处急剧变化,阀口附近流速达到最大,并沿流体流动方向形成一个空心锥形高速射流区域。即流体出口端射流出射方向倾斜指向出口,另一过流面中流体出射方向指向阀座,并沿阀体壁面流动。此外,随着阀口开度减小,阀口处速度大小和阀口附近压力几乎不变,但是节流口流体出射方向角度变大。     

一种新型同步阀的设计与分析

以薄壁小孔的流量特性为理论基础,设计并分析了一种新型同步阀。利用轴向缝隙式可变节流口直接调节同步阀流量,解决了传统同步阀的原理性分流精度误差,减小了阀的压力损失。对新型同步阀的结构和工作原理进行介绍,并通过MATLAB计算和AMESim仿真分析,证明该阀的同步精度不存在理论性误差,主要影响因素是液压基础件的精度;该阀在负载压差为30MPa时的同步误差小于0.3%,整体压力损失为(0.3~0.4)MPa,整体性能能满足现有工况的要求。     

节流口结构对超高压插装阀液流特性的影响

超高压是液压系统未来发展的方向之一,因此分析超高压液压元件的性能非常重要。针对DN25超高压插装阀3种不同阀芯节流口结构的液流特性进行了分析。以Fluent软件为平台,建立了3种不同节流口结构的DN25超高压插装阀流场有限元模型,结合阀口的节流特性分析了流体的速度场和压力场,得到了不同阀口开度下的流量以及阀芯所受液压力,为超高压插装阀结构设计提供了理论基础。     

内流式阀件中的空化抑制新方法探究

基于压力分布直接影响空化的基本观点,提出内流式阀件出口引流抑制空化的方法并设计了相应的结构。为了验证该方法的有效性和研究该结构抑制空化性能,建立了空泡群模型并利用CFD软件获得压力场和速度场信息,利用数值计算的方法对比分析了带改进阀腔结构和不带改进阀腔结构阀件的空化情况。结果表明：将出口压力引至节流口处可以达到抑制空化的效果;随入口压力增加,改进阀腔的抑制空化能力逐渐减弱,但最后趋于稳定;随出口压力的增加,改进阀腔的抑制空化能力逐渐增强,直至完全抑制空化。     

电液伺服阀喷嘴挡板阀流场分析

分析了力反馈两级电液伺服阀喷嘴挡板阀处的流场.首先利用Gambit软件进行网格划分,建立Solidworks三维模型,采用CFD计算流体动力学方法得到了喷嘴挡板一级阀的压力场和速度场.结果表明:固定节流口、喷嘴挡板间隙和回油阻尼口处存在节流减压现象,最高流速发生在固定节流口和喷嘴挡板间隙处.分析结果对喷嘴挡板阀的数字化...     

同步阀原理性误差分析与全补偿理论的建立

通过分析传统同步阀误差产生的机理,提出原理性误差全补偿的设计理论,并根据该理论设计出一种具有三级结构的新型同步阀。用MATLAB定量分析负载压差和入口流量变化对可变节流口面积的影响,创新节流口形状,这种特殊的节流口形状能通过阀芯的线性位移补偿非线性误差。新型同步阀能适应大范围的负载压差和流量偏差,可以承受的最大偏载达到最大负载的40%,入口流量可在额定流量的正负50%内变化,从补偿原理性误差的角度提高了同步阀的精度。     

基于节流-分流耦合的高压高速节流口空化抑制方法

开展高压高速节流口的空化抑制方法研究是提升阀的寿命和可靠性的关键环节。针对高压高速节流口空化破坏严重的问题,提出了一种基于节流-分流耦合的空化抑制方法。该方法采用多级节流的方式,实现阀口压降的多级承担,有效减小阀口压力梯度并降低流速;通过在阀出口采取多排孔分流的方式,改善流线布局,减少流体冲击。以电磁卸荷阀为例,分析卸荷阀动态性能,获得高压高速节流口实际工况,开展高压高速工况下节流口流体仿真。仿真结果显示,相较多级节流方式和多孔分流方式,所提出的方法可显著改善流场的压力和流速分布,实现了阀口空化现象的有效抑制。     

基于Fluent的电磁卸荷阀主阀流场数值仿真分析

利用流体仿真软件Fluent建立了乳化液泵站电磁卸荷阀主阀的二维网格仿真模型,并利用建立的模型对主阀内的流体运动流场进行了仿真,得出在开口度不同以及压差不同时,主阀腔内流体的速度分布云图以及压力分布云图。通过分析得出：在一定条件下,主阀开口度越大,阀口拐角处的压力损失越少,流体流经阀口的流速越慢;流体的最大流速均出现在阀口处,主阀入口压力越大,流体流经阀口的流速越快。增加节流口,可减少工作介质对阀口产生的瞬间冲击、阀芯的振动、气蚀损害,可提高电磁阀的使用寿命。     

内流式滑阀壁面压力分布可视化计算及试验验证

针对现有液压阀流场(Computational fluid dynamics,CFD)仿真研究中,采用单相流模型进行计算,忽略了流体气化现象对流体密度及其流场的影响,仿真所得相对压力过低与实际不符的问题,运用Fluent软件,采用两相流模型,研究内流式滑阀流场分布,分析阀口开度、流量变化对于阀芯壁面压力分布及其稳态液动力的影响;设计一种壁面压力分布测量的试验方案,测量得到阀芯壁面的压力分布,并通过表面积积分法求出阀芯所受稳态液动力。结果表明:试验所得的内流式滑阀的壁面压力分布及其稳态液动力与仿真结果趋势一致,壁面压力峰值随着阀口开度的增大而减小;阀口开度较小时,稳态液动力的方向为阀口关闭的方向,在阀口开度达到临界点时,稳态液动力的方向为阀口打开的方向;滑阀稳态液动力公式计算由于忽略了入口射流角的变化及其出口处的动量,得到的稳态液动力误差较大,且方向始终指向阀口打开的方向。     

液压锥阀内部流场的CFD动态仿真

针对液压技术中广泛应用的插装型锥阀,建立三维模型.对锥阀阀芯开启和关闭的运动过程,应用CFD分析软件Fluent进行了仿真计算和可视化研究,给出了锥阀阀腔内的速度场、压力场分布.对比分析表明CFD动态仿真,可更准确地反映液压锥阀内部的流场情况.     

负载敏感变速同步驱动原理与特性研究

液压分流同步驱动以分流元件(如分流阀、分流马达)为控制元件,通过等量分流原理来实现多执行器的同步驱动,具有结构简单、成本低的优点,但在时变负载或大偏载工况下分流元件的分流精度显著降低,难以满足高精度同步需求。据此,提出负载敏感变速同步驱动系统,其由负载敏感变量泵和负载敏感分流阀构成,其中负载敏感分流阀是一种新型的分流阀,其利用负载敏感压力补偿原理可以消除时变负载和偏载对同步精度的影响,并具有调速以及负载敏感的功能。首先,阐述负载敏感分流阀及变速同步驱动系统的结构和工作原理;然后,基于AMESim建立系统仿真模型;最后,在变速、时变负载、大偏载等工况下研究了新型分流阀及其同步系统的同步特性。结果表明:在时变负载和大偏载下,分流阀的分流误差小于1‰,其远远低于现有分流阀的分流误差,并实现了高精度的变速同步驱动,且系统效率较高,可取代一部分价格昂贵、维护困难的闭环同步驱动。为高精度的分流阀及变速同步驱动奠定了理论基础,可丰富液压同步驱动的理论和形式。     

基于Fluent的某滑阀内部流场仿真与分析

基于Fluent流场仿真软件,对某滑阀内部流场进行数值模拟和可视化研究。在相同计算条件下,分别对不同阀口开度下的三维模型进行稳态模拟仿真,得到滑阀内部流场的速度压力、流量特性以及流量系数的变化规律：在相同的压差条件下,随着阀口开度的增大,阀口处的最大速度、流场的最低压力、流量系数都随之降低。通过改变节流槽的形状进行仿真比较,得到流量系数与节流槽截面形状密切相关,在阀口开度相同的条件下,随着进出口压差的增大,半圆形节流槽滑阀的流量系数变化比较明显。研究为滑阀的优化提供了有效数据,并且对同类型产品的相关研究具有一定参考价值。     

三偏心蝶阀的结构优化及流场分析

针对传统三偏心蝶阀的缺点,提出一种桁架过流式三偏心蝶阀结构,利用SolidWorks建立其三维模型并抽取不同开度下的流体域模型,然后根据设定的工况条件在Fluent中进行流场模拟计算。结果表明:优化后的阀板在不同开度下,过流面处承受的压力变小,承压面所能承受的压力变大;同等开度下,优化后的阀板表面的速度降低,阀板表面所受冲刷程度减轻;大开度下,优化后的阀板周围流动稳定性更好,改进后蝶阀的流量系数变大,流通能力变强。对改进前后的蝶阀结构进行阻力特性试验,对比分析得出:大开度下流阻系数明显减小,且改进后结构的流阻系数在同等开度下都有所减小,再次证明改进后结构的性能优势。     

引压管对阀内流场影响仿真研究

提出了一种引压管对阀内流场影响的计算和分析方法,以四阀芯阀口独立控制阀为研究对象,在试验验证阀腔模型准确性的基础上,运用Fluent软件进行数值计算,研究了引压管结构参数对阀内流场的影响规律,确定了引压管较优内径参数。结果表明：在四阀芯阀口独立控制阀内,引压管内径在8 mm以下时,由于引压管对阀腔整体结构改变较小,对其所在阀腔截面面积改变较大,因此增设引压管对阀腔进出口压差的影响小于引压管所在阀腔截面平均速度;引压管对其所在阀腔截面平均速度的影响随引压管内径增大而增大;综合考虑传感器工作需求与引压管对阀内流场的影响,确定引压管内径取4 mm为宜。对后续液压阀阀内压力测量中引压管的结构设计具有一定的参考意义。     

液压共振消声器阶跃压力响应及内部流场分析

对不同共振腔内径的液压共振消声器内部流场用CFD(computational fluid dynamics)软件进行数值仿真计算,用阶跃压力信号模拟压力冲击,在层流状态下,考虑了流体的可压缩性,利用可视化软件分析共振消声器内部的压力分布和速度分布特性,并根据计算所得阶跃压力响应分析结构对系统性能的影响。结果表明:当共振腔内部的流场在共振腔直径与连接部直径比小于4时,可视为平面波的形式传播;当共振腔直径与连接部直径比大于等于4时,在连接部位附近,压力波是以球面形式扩散的;当共振腔直径过小与过大都会对系统造成不利影响,共振腔直径与连接部直径的合理比值约为4～12。     

水压锥阀流场的CFD解析

对水压锥闽流场进行了CFD解析，解析结果以可视的速度场和压力场分布给出。针对锥阀过流特性的分析结果对闽芯结构进行改进，将阀芯锥面与柱面直接相接改为圆弧过渡，改进后的结构明显减小了压力损失和阀内最小负压值，同时降低了阀芯所受轴向液动力。