大流量多路阀稳态液动力仿真分析

针对工程实际中大流量多路阀稳态液动力分析和预测困难的问题,采用流场仿真手段,对阀芯受力情况进行了数值模拟,并通过不同开度和流量下试验结果验证了数值模拟的正确性。通过对比不同湍流模型对于仿真结果的影响,得出Realizable k-ε模型在大流量多路阀稳态液动力仿真中能够更好的拟合试验数据的结论。通过分析仿真云图,发现多路阀在节流入口处易产生压力损失和射流现象,同时指出了射流角度随着开口度的变化而改变。研究结果为准确预测和分析多路阀稳态液动力提供了参考。     

基于Fluent的挖掘机多路阀动臂联流场分析

针对多路阀在使用过程中的发热、异响、压力损失过大等问题，应用数值模拟的方法对液压挖掘机多路阀动臂联进行流场分析。基于流体动力学理论，利用Fluent软件得到了动臂2联阀芯在开启过程中，节流槽前、后的流速、压力及其差值的变化情况。通过数据分析，得到了多路阀动臂联稳态流场的内部流动规律和稳态液动力变化规律。观察发现动臂2联阀口开度在2.1～4 mm时，压差与速差同时发生突降现象，并且液动力的变化较大，容易产生振动、噪音和气穴等现象。研究结果表明，通过对多路阀阀芯开启过程的流场分析，所获得的流速、压力和液动力等数据可以作为多路阀优化设计的参考依据，从而提升多路阀的工作效率和使用寿命。     

挖掘机多路阀阀口冲蚀磨损研究

针对挖掘机多路阀阀口易发生冲蚀磨损导致性能下降及失效的问题,以回转联作为研究对象,建立了以DPM离散相模型和Edwards冲蚀模型为基础的计算模型,并通过Fluent软件模拟了不同流量、阀口开度和颗粒属性下的阀口冲蚀磨损情况,针对发生冲蚀磨损最严重的阀芯区域,分析并得到了冲蚀磨损分布和冲蚀磨损率随流量、阀口开度和颗粒属性的演化规律。结果表明：阀口的冲蚀磨损情况会随流量、阀口开度和颗粒属性的变化而规律变化,对于阀芯部位,磨损面积会随阀口开度变小而变小、随流量增大而增大;开度减小和流量的增加会引起阀芯冲蚀磨损率增大,其中冲蚀磨损率对阀口开度的变化较为敏感,在小开度情况下会出现磨损率的大梯度变化情况,而流量则对冲蚀磨损率影响较为平缓;当固体颗粒在油液中的质量一定时,颗粒直径的变化对阀芯冲蚀磨损率有较大影响。     

基于流场仿真的多路阀流道结构优化

采用流体仿真软件对多路换向阀的桥路进行流场仿真,并通过速度场和压力场的对比,指出了多路阀桥路流道结构的优化方向和优化结果.仿真结果表明,在桥路结构转折处采用圆弧过渡,能够大大减少压力损失、平缓流场,为液压元件流道结构设计提供了一种工程设计的新途径,具有广阔的应用前景.     

串联阀芯阀口独立控制多路阀设计及特性研究

现有多路阀存在大流量低压损控制难、动态特性差等问题,且阀芯机械固联,压损大、自由度低,难以满足高端主机对操纵性、节能性、智能化、负载适应性的需求。为此,基于插装阀大流量控制特性好和滑阀微动性能好的优点,创新提出换向滑阀的进出口串接两个流量放大型比例插装阀的新构型,研制串联阀芯阀口独立控制多路阀。两个插装阀可以根据控制需求设计为流量控制或压力控制功能,系统自由度高,具有很高的智能化潜力。为了实现流量和压力的高精度冗余控制,设计串联式双级位移闭环+并联式流量/压力闭环控制策略,通过仿真研究位置、流量、压力三种工作模式下阀的特性。并试制样阀,搭建试验台对压损特性、位移滞环、流量控制特性、动态响应特性和稳态负载特性进行了测试。结果表明,样阀额定流量达到300 L/min,主阀位移滞环小于1%;主阀阶跃响应小于35 ms,具有较高的动态特性;流量最大偏差小于5%,流量控制精度高。     

液压多路阀CFD仿真分析与试验研究

针对三一汽车起重机械公司某型号多路阀阀腔内的复杂流动情况,通过对其进行CFD模拟仿真,分析内部的流动特性,并探究不同工况下的阀芯受力情况。考虑开口度大小、阀芯旋转角度、附面层厚度等因素,借助CFD软件STAR CCM+进行了大量的仿真计算。仿真结果表明,油液在节流口的节流特性是造成进出口压力损失、速度变化的主要原因;阀芯受到的液动力大小与流量、开口度大小相关(流量、开口度等都是影响液动力大小的重要因素)。在专门的起重机主阀性能试验台对多路阀进行试验,试验与仿真的结果较为接近,在误差允许范围之内。     

基于流场仿真的多路阀流道结构优化设计

采用流体仿真软件对多路换向阀的桥路进行流场仿真,并通过速度场和压力场的对比指出了桥路流道优化方向和优化结果,为液压元件流道结构设计提供了一种工程设计的新途径.     

小型液压挖掘机动臂联阀口的流量特性

为了解决动臂下降过慢的问题,提高其可控性,以小型挖掘机多路阀动臂联阀为研究对象,采用CFD软件对节流槽及阀内流动进行仿真,表明P~A的流量过小且流量系数变化区间较大。通过试验对改进后的阀芯进行流量特性的测试。获得了P~A口和P~T口流量系数随阀芯位移的变化规律。结果表明:流量系数是随阀芯位移的变化而变化的,对于P~A口,在小开度时,流量系数为负值,而在大开度时也只能到达0.24;同一阀芯,不同节流口,流量系数的变化不一样,P~T口流量系数变化呈现先增大后减小的趋势;改变通过节流口的流量对阀口流量系数的影响不大;通过合理配置P~A口和P~T口过流面积的大小,可以使阀口流量系数的变化更平缓。     

球阀阀口气穴流场的数值模拟与实验研究

将PNGκ-ε湍流模式与多相流技术相结合，对球阀阀口的三维气穴流场进行了数值模拟，计算了小球在对称位置与非对称位置的气穴流场。运用高速摄像机观察了阀口附近的气穴现象，与模拟结果比较，相当吻合。对球阀有无气穴现象分别进行了噪声测试和频谱分析。实验结果表明阀口气穴现象以2500Hz的频率周期性地发生，小球及小球弹性系统在轴向的固有频率远小于2500Hz，而且频率2500Hz对应的噪声级很高，比较了数值模拟得到的对称与非对称气穴区域与实验观察到的气穴云变化。进一步预测阀的横向振动使得气穴现象周期性发生。     

阀口形状对多路阀静态性能的影响研究

节流阀口的形状对多路阀的性能有重要影响,以某型多路阀铲斗联的节流阀口形状为研究对象,采用将节流阀口形状转换为过流面积曲线的方法,仿真研究了不同节流阀口形状对多路阀流量特性、压力特性、速度刚度和液压缸速度等静态性能的影响。仿真结果表明,节流阀口形状所转换的过流面积曲线斜率大小直接影响多路阀的微调特性和缓冲能力,为多路阀节流阀口形状的设计与优化提供了理论参考。     

组合型节流槽对多路阀内流场特性影响的仿真研究

针对工程机械用多路阀阀口压损大、流速高,极易出现阀芯冲蚀磨损的问题,以某型号工程机械多路阀为例,设计不同组合形式的节流槽,研究多路阀阀口节流槽结构形式对阀口流阻损失及多路阀内部流场特征的影响。采用数值分析的方法研究了不同阀口节流槽形式在阀芯开启过程中阀口前后压差、流量、流速等流场特征。结果表明:阀芯采用不同组合型节流槽的流场特征明显不同,VU形节流槽较其他阀口出流线性特性更好,且具有良好的预升压效果,可进一步降低液流对阀芯的冲蚀,减小噪声、振动,保证多路阀工作的稳定性。对高压、大流量多路阀阀芯节流槽口的设计及提升多路阀综合性能具有一定的参考意义。     

多路阀结构设计与改进

针对工程实际中多路阀滑阀稳态液动力过大造成稳定性降低且难以准确测量其大小的问题,采用CFD方法,运用Fluent软件对多路阀内部流场进行了仿真模拟,研究不同开度和压力下的稳态液动力特性规律,并通过试验验证仿真的准确性。通过分析压力和流量云图,以降低稳态液动力的峰值及平均值为目标,提出对阀芯结构增设环形凸台的改进方案。通过流场仿真,采用拟合方式对比改进前后液动力大小,发现环形凸台有效降低了液动力峰值40.7%以及整体液动力28.8%。对改进后的阀芯进行试验,仿真与试验相对比误差为7.05%,达到工程实际要求,显著提高了多路阀控制系统的性能和稳定性。     

逆止阀内部流场的数值模拟与分析

应用软件CATIA生成计算模型,并利用前处理软件HYPERMESH对逆止阀模型进行网格分割。采用FLUENT软件中标准k-ε方程的湍流模型对逆止阀内部流场进行三维数值模拟。分析不同阀座及阀瓣角度下,逆止阀的内部流场情况,并得出如下结论:当阀瓣达到最大开度时,逆止阀流阻系数随着阀座角度的增大而增大;又基于动量定理,对逆止阀阀瓣与阀座间的冲撞关系给出了具体的计算结果;并考虑了逆止阀的密封性,计算了阀座对阀瓣的支撑力,由此作为选取最优阀瓣及阀座配合的依据。     

不同开度下球阀管路流场的仿真分析

为研究球阀在不同开度下对管路流场的影响,针对某管路球阀,依据k-ε二方程标准湍流模型,利用ANSYS自带的前处理模块Design Modeler和Meshing建立了球阀管路的二维仿真模型并进行了网格划分。设置不同阀门开度,在FLUENT中进行数值模拟,分析了不同阀芯开度下的阀门内部流场。研究发现阀门开度较小时,阀门内部会产生较大速度梯度和压力梯度,部分位置速度、压力值高于初始值数十倍,其内部和下游管路漩涡较强;随着阀门开度的逐渐增大,节流效应减弱,阀门内部和下游管路漩涡逐渐减小直至消失,速度和压力也逐步趋于平稳。     

水压滑阀流场的CFD解析

利用CFD(Computational fluid dynamics)软件对水压滑阀流场进行了数值解析.获得了内流场压力和速度分布,对滑阀的流场特性进行了分析,其结果对在水压系统中使用的水压滑阀的设计或改进提供了参考依据.     

负载敏感多路阀数学建模及分析

该文以阀前补偿负载敏感多路阀为研究对象,系统的介绍了其工作原理.建立了阀前补偿负载敏感阀数学模型及方块图.     

基于Fluent的卸压阀内部流场特性数值研究

应用Fluent软件对卸压阀内部流场进行数值仿真分析。以饱和水蒸气为介质,基于壁面函数法和Realizable k-ε湍流模型,分析不同开度、不同进出口压力下阀体内部流速、压力、流量等变化特点。研究表明,随着开度增加,进出口压降呈线性降低,流速变化趋于稳定,出口流量更大。本研究可对卸压阀优化设计提供技术支持。     

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。     

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。