典型滑阀节流槽的优化设计

基于Fluent流场仿真分析软件,对单U形、斜U形、V形、2U形、3U形及U+V形节流槽在定压差条件下的阀口开度 流量特性开展了仿真研究,通过拟合分析获得了六种典型节流槽的仿真流量特性,以及六种典型节流槽的识别方法,并通过试验验证了仿真分析的可信性。结合上述研究,建立典型节流槽数据库,运用MABLAT中GUI模块,研发出了基于粒子群算法的节流槽优化设计软件。通过对不同节流槽优化效果的检验,验证了研发的节流槽优化设计软件的有效性。     

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。     

甘蔗收获机多路阀阀芯的温升及热变形仿真分析

多路阀是甘蔗收获机械液压系统的核心元件,用于控制多个工作装置的协同作业。针对其阀口压差变化大,节流温升明显,易造成阀芯变形卡滞的问题,对多路阀阀芯进行了流固热耦合仿真研究。利用Design Model软件抽取对应流道,并建立不同开度的多路阀流场仿真模型,导入ANSYS Workbench平台进行不同工况下的流固热耦合仿真,分析对比了双U形和三角形节流槽在不同开度、不同进出口压差工况下,多路阀内部流场的流体速度、阀芯温度及变形的情况。结果表明：双U形、三角形节流槽阀芯最高温度始终在节流槽处;随着阀进出口压差增加,油液的最大流速以及两种节流槽型阀芯的最高温度和最大形变量增大,但三角节流槽型阀芯变形相对较小;随着阀口开度的增加,三角节流槽型阀芯温度及最大形变量均小于双U形节流槽阀芯;三角节流槽型阀芯的最大形变量较双U节流槽型阀芯小25.1%。为农业机械多路阀阀芯节流槽设计提供了理论依据。     

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。     

双U形节流槽滑阀多场耦合特性研究

压滑阀在工作过程中阀芯卡滞及磨损现象严重,为了改善阀腔流域特性及液压阀的工作性能,构建了液压滑阀的简化模型,基于计算流体力学对双U形节流槽滑阀阀芯及阀腔内流域动态特性进行了分析。研究了节流槽数量、阀口压差对阀腔内流体速度场、阀芯温度场及阀芯应变场动态特性的影响。研究结果表明,随着阀口压差的增加,流体的最大流速以及阀芯的最高温度和最大变形增大;随节流槽数量的增加,阀芯的最大变形增大,流体流速及阀芯最大温度变化微弱。该研究为阀芯优化设计提供了参考。     

节流槽阀口的流量控制特性研究

对半圆形、单三角形、三角半圆形和双半圆形节流槽阀口的流量系数进行了研究.基于阀口的流量压差特性试验,在已实现程序化计算阀口通流面积的基础上,获得了上述4种节流槽阀口的流量系数及其变化规律,对节流槽滑阀的设计及其流量精确预测具有重要实用价值.     

节流槽阀口的流量控制特性研究

对半圆形、单三角形、三角半圆形和双半圆形节流槽阀口的流量系数进行了研究。基于阀口的流量压差特性试验,在已实现程序化计算阀口通流面积的基础上,获得了上述4种节流槽阀口的流量系数及其变化规律,对节流槽滑阀的设计及其流量精确预测具有重要实用价值。     

液压阀V-U及U-U型节流槽特性研究

针对液压挖掘机等工程机械用液压阀多采用节流槽形式的阀口,采用CFD软件对节流槽及其阀内流动进行了仿真分析,并通过实验获得了可以反映节流槽阀口阻尼特性的流量系数及其随阀口开度变化的规律。结果表明,液流的最高速度和最大压力均发生在节流槽区,且在V-U和U-U组合节流槽的交接处,流量系数较小,阀口液阻较大。     

非全周开口滑阀稳态液动力研究

非全周开口滑阀是液压阀的基本结构形式之一,其阀口是在阀芯凸肩圆周上均布若干不同形状的节流槽,用于获得不同流量控制特性。随着阀口开度变化,阀口节流面的位置、形状和射流角都会随之变化,因而传统理论计算方法无法准确计算压力流量、液动力特性等。采用计算流体动力学(CFD)方法,针对两种典型节流槽形式的滑阀进行了三维流场仿真分析研究,获得了不同流动方向下阀口全行程压力流量和液动力特性,并与试验测量结果进行了比较,两者吻合良好;分析比较了流场计算和理论公式计算结果。研究发现在特定的阀口开度范围内,液动力会使阀口趋于开大。此项研究对于非全周开口滑阀压力流量、液动力等性能预测以及减小阀驱动力具有重要意义。     

某电液比例负载敏感多路阀滑阀的CFD数值研究

以LBF20型电液比例负载敏感多路阀的滑阀阀芯为研究对象,分析该电液比例负载敏感多路阀的工作原理及流量压力特性,建立以滑阀阀芯为中心的装配体,再通过CFD软件Fluent对三维流体域进行仿真,分析了不同阀口开度下流体域的速度、压力。研究表明:当进口速度与出口压力恒定时,随着阀口开度的增加,阀口处的最大速度值、最大压力值、进出口压差、射流角均逐渐降低;当进出口压差恒定时,随着阀口开度的增加,通过滑阀阀口的流量增加,流体域内压力变化梯度减小,减小了漩涡产生的可能性。研究结果对电液比例负载敏感多路阀系统的性能和结构优化具有指导意义。     

Research of effects of bar geometric parameters on initial external force in precision cropping

In precise cropping of the metal bars with different geometrical parameters, it is very important to obtain the reasonable initial external forces required by the bars rapidly and accurately. Stress concentration factor and stress intensity factor are proposed to calculate the initial external force accurately in this paper according to geometrical sizes of metal bars. By means of numerical simulation and linear fitting method, the correctional expressions of stress concentration factor and stress intensity factor of V-shaped notch tip, which include the geometric parameters of the bar, are obtained respectively and the error analyses are also performed. The ratio of the depth of V-shaped notch to the diameter of the bar is presented to be a condition parameter. The numerical analytical results show that the method of stress concentration factor can be used to calculate the initial external force accurately when the ratio of the depth of V-shaped notch to the diameter of the bar is more than 0.05, and the method of the stress intensity factor can be used when the ratio is less than 0.05. The calculating formulas of reasonable initial external forces for the bars with different geometrical parameters are also given. The cropping experimental results have confirmed that it is feasible that the reasonable initial external forces required by the bars with different geometrical parameters are calculated effectively by using the stress concentration factor or the stress intensity factor in precision cropping.     

Research of stress intensity factor of V-shaped notch tip in precision cropping

For carrying out the precise cropping of metal bar with different geometrical sizes, it is very important to obtain the reasonable stress intensity factor of V-shaped notch tip rapidly and accurately. At first, a new precise cropping method, which is the high-speed peripheral low-stress bending fracture cropping is presented in the paper, and its working mechanism is also given in detail. The stress field near V-shaped notch tip is analyzed, and the stress extrapolation method is presented to compute the stress intensity factor of V-shaped notch tip. Based on it, the correctional expression of theoretical stress intensity factor in a handbook of stress intensity factor is also given. The contrasts between stress intensity factor results obtained by means of the stress extrapolation method and the corresponding theoretical results in the handbook of stress intensity factor are also carried out in detail. The results show that the two errors are not more than 5 % and are within a reasonable engineering range. The cropping experimental results for initial loading force and crack propagation life have also confirmed that the correctional expression of theoretical stress intensity factor is feasible.     

V形切口复合材料试件拉伸破坏声发射监测

通过对V形切口复合材料试件单向拉伸、分级加卸载拉伸试验及声发射实时监测,研究含切口缺陷复合材料拉伸损伤破坏及其声发射响应特征.结果表明:复合材料切口试件拉伸损伤破坏与声发射特征参量相关;切口尖端的高应力状态导致该区域过早损伤破坏并扩展,且对应较高的声发射相对能量、幅度和急剧增加的撞击数;声发射定位源主要集中在位于试件中部的切口尖端及其扩展区域.     

U+K节流槽滑阀的数值模拟

利用Solidworks建立U+K型节流槽滑阀的三维模型,通过Fluent软件仿真计算得出阀口前后压差恒定时各模型的压力分布和速度分布云图,根据所得流量值和稳态液动力值绘制了曲线。利用等效阀口面积原理理论计算了U+K型节流槽的过流面积及液动力,绘制了液动力曲线与仿真值进行了比较。     

液气射流泵喉嘴距数值模拟及其最优范围确定

基于Fluent软件在不同流量比及不同喉嘴距下对液气射流泵进行了三维数值模拟,获得了液气射流泵的压力比和效率的仿真结果,并对不同工况下液气射流泵的性能曲线和效率曲线进行分析比较。结果表明:当喉嘴距不变时,随着流量比的增加,压力比逐渐减小;当流量比不变时,随着喉嘴距的增加,液气射流泵的效率先增加然后迅速减小,当喉嘴距为1.5倍喷嘴直径时,液气射流泵的效率最高;以效率最高点下降5%为标准,确定了液气射流泵最优喉嘴距范围为1.0～1.7倍喷嘴直径。     

改进的遗传算法及其在多目标优化设计中的应用

遗传算法是一种模拟自然界进化过程的启发式优化计算算法,具有高效及可收敛到全局最优点的特点。文中针对遗传算法局部搜索能力弱的特点,将其与梯度下降法结合,提高其局部搜索能力,并进行了测试。然后结合一多目标工程问题进行了优化计算,结果表明此算法可有效解决工程问题的优化。     

基于Isight平台的房车空调送风参数优化

为了提高房车空调夏季降温效果，对房车空调的送风温度、速度、角度进行优化研究。利用CFD方法对房车内流场进行数值模拟。应用k-e RNG湍流模型，合理的设置热力学边界条件，并引入太阳辐射模型。以Isight软件为优化平台集成Fluent软件搭建房车夏季降温多目标优化设计流程。通过最优拉丁超立方试验设计方法设计样本点，采用径向基函数神经网络建立近似模型，并结合NCGA遗传算法对不同送风参数进行多目标优化。在Pareto最优解集中选取最优折衷解，并通过CFD仿真和房车静态温度实验对比验证。结果表明：建立的近似模型能很好取代内流场仿真进行多目标优化，优化后的结果使房车内部能够获得更好的气流组织形式，温度场、速度场更加合理。     

水液压节流阀流场仿真及与AMESim仿真的比较分析

为了对纯水液压节流阀的流场特性进行分析,建立了节流阀流道内流场的Fluent模型,仿真分析得到了流道内流场的速度、压力等物流量的分布。结果表明,阀腔内会产生回流和漩涡,随着阀口开度的改变,漩涡强度也会发生变化,流量与阀口开度呈一定的线性关系。通过与AMESim仿真结果进行比较,验证压电驱动节流阀仿真模型的准确性,为节流阀的设计和性能优化提供了依据。     

Experimental verification of RV-MTS model for fracture in soda-lime glass weakened by a V-notch

Fracture phenomenon was experimentally investigated in a soda-lime glass weakened by a V-notch under tensile-shear loading. Fracture tests were conducted using a new test sample called the V-notched Brazilian disc (V-BD) specimen. The fracture resistance and fracture initiation angle were obtained initially from the test results. Afterward, a fracture model was utilized to estimate the experimental results. Very good correlation was found between the experimental and theoretical results both for the fracture resistance and the fracture initiation angle in notches having different notch angles and various notch tip radii. Experimental results revealed that for a constant notch tip radius, the failure load under pure tensile loading conditions decreases as the notch angle increases. For a constant notch angle, as the notch tip radius increases, the fracture load in the soda-lime glass V-BD specimens enhances in the whole domain from pure tensile to pure shear loading. Moreover, for a constant notch tip radius, the notch angle has almost no effect on the fracture initiation angle when the specimen is predominantly under tensile loading conditions.