基于Fluent的超声汽化蒸汽驱动的尿道阀驱动特性研究

以Fluent软件为计算平台,建立了尿道阀仿真模型,采用湍流κ-ε计算模型对尿道阀驱动压进行了数值模拟,并分析了尿道阀结构和超声波控制参数对驱动特性的影响规律。结果表明:减小驱动腔体积,增大超声波声强、辐射面积和频率,均可缩短尿道阀开启时间、提高其驱动特性。仿真模型有效实用,可为尿道阀驱动特性分析及结构优化设计提供指导。     

超声汽化蒸汽驱动的尿道阀可靠性分析

尿道阀是控制尿道启闭的元件,一旦发生失效将导致严重后果。为了提高尿道阀的可靠性,采用故障树分析法分析了尿道阀可靠性,基于尿道阀故障树分析和蒙特卡罗法提出了尿道阀可靠性仿真算法,仿真计算了尿道阀可靠性指标,实验验证了仿真结果的正确性。结果表明:驱动囊的腐蚀和老化是尿道阀的薄弱环节,尿道阀平均寿命达到50 000次的可靠度为0.85,算法简捷有效。研究结果可为尿道阀的结构优化设计和可靠性分析提供依据。     

插装式流量放大阀反馈槽预开量对其性能的影响（英文）

基于流量反馈原理的Valvistor插装阀具有低泄漏、通流能力强、结构简单等优点,已被广泛应用于液压系统中,主阀反馈槽预开量对其通流能力及静态性能有显著影响。使用Simulation X建立了16通径Valvistor阀的仿真模型,通过实验验证了仿真模型的正确性,详细研究了反馈窄槽预开口量对阀芯性能的影响,结果表明:为了提高阀芯稳定性及使阀芯关闭,主阀反馈槽必须增加预开口量,但预开口量的增加会导致阀芯出现死区,同时降低了阀芯通流能力,研究结果为Valvistor阀性能的进一步提高提供了依据。     

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.     

插装式流量放大阀反馈槽预开量对其性能的影响

基于流量反馈原理的Valvistor插装阀具有低泄漏、通流能力强、结构简单等优点，已被广泛应用于液压系统中，主阀反馈槽预开量对其通流能力及静态性能有显著影响。使用SimulationX建立了16通径Valvistor阀的仿真模型，通过实验验证了仿真模型的正确性，详细研究了反馈窄槽预开口量对阀芯性能的影响，结果表明：为了提高阀芯稳定性及使阀芯关闭，主阀反馈槽必须增加预开口量，但预开口量的增加会导致阀芯出现死区，同时降低了阀芯通流能力，研究结果为Valvistor阀性能的进一步提高提供了依据。     

基于AMESim的电液控制油缸建模与仿真

简述了电液步进油缸的工作原理与设计特点。建立油缸的数学模型,利用AMESim仿真软件建立该液压系统的仿真模型。研究三通阀不同遮盖量、不同锐边圆角半径以及不同阀口形状等对系统整体性能的影响。结果表明:阀的遮盖量对小位移定位精度影响较大;阀芯工作锐边圆角半径的大小对滑阀小开口时的流量特性有影响,但影响较小;矩形、梯形节流口的过流面积变化率较为恒定,具备良好的调节性能,比较适合在高温环境下工作。研究结果为该型液压缸的工程实践提供指导,为系统的进一步优化提供理论依据。     

基于ANSYS的膀胱动力泵特性仿真分析

为了研究膀胱动力泵的电磁驱动特性、温升特性及排尿动力特性,建立电磁驱动系统及膀胱动力泵3D有限元模型,仿真分析电磁铁电流、气隙和永磁体数量对电磁驱动力、温升、膀胱压、尿流率及排尿时间的影响。结果表明:所建立的有限元模型有效实用;增加电磁铁电流、永磁体数量和减小气隙,有利于提高电磁驱动力、膀胱压、尿流率并缩短膀胱压达峰时间及排尿时间;在辅助排尿期,初始电磁驱动力可达8.50 N,膀胱压峰值可达8.36 kPa,尿流率峰值可达25 mL/s,膀胱压达峰时间为5 s,排尿时间为40 s,温升仅为9.42℃,符合人体排尿动力特性要求。研究结果可为设计适用于动物和临床实验的膀胱动力泵提供理论指导。     

基于AMESim的典型滑阀阀口快速建模方法

液压滑阀阀口结构形式多样,阀口过流面积和水力直径计算繁琐,建模仿真复杂,在AMESim仿真环境中,这些问题可以得到较好的解决,但目前相关介绍的文献比较少,没有详细的阐述。作者结合前人的研究成果,对圆周开口、常见非圆周开口、组合型缺口、异形缺口滑阀阀口模型进行了分析,详细阐述了如何在AMESim仿真环境中快速搭建不同形式滑阀阀口的建模方法。以某工程机械多路阀的主阀为例,建立了其AMESim仿真模型。对于主阀芯的异形缺口阀口,采用MATLAB与AMESim联合建立。经过仿真分析,并与该控制阀样本比较,流量特性曲线基本一致,符合建模仿真要求。该研究结果为液压滑阀的设计、系统的动态特性分析等提供了一定参考。     

膀胱动力泵的建模及排尿动力特性研究

为研究膀胱动力泵排尿动力特性,建立了膀胱动力泵的数学模型,仿真分析了电磁铁电流、永磁体数量、永磁体间距、气隙等参数对膀胱动力泵排尿动力特性的影响。结果表明:增加电磁铁电流、永磁体数量及减小气隙可以提高最大膀胱压、最大尿流率和平均尿流率;增加永磁体数量和间距可以增加最大排尿量。在实验平台上对泵排尿动力特性进行模拟实验,实验结果与仿真结果具有较好的一致性。研究结果可以为膀胱动力泵的结构优化设计提供依据。     

插装型锥阀多物理场耦合仿真及分析

液压元件设计理论随着液压系统控制精度的提升不断完善,对液压阀阀套阀芯间配合间隙的设计时需考虑阀套和阀芯变形带来的影响。依据实际使用的插装阀结构尺寸,建立其整体的三维流固热三场耦合模型,给出了不同边界条件时阀芯阀套的温度场分布规律及阀芯阀套在热效应和压力效应共同作用下产生的变形量,同时给出变形量带来的阀套阀芯配合间隙的变化。研究结果表明:锥阀在不同的工况时,热效应和压力效应对阀芯阀套的变形量和变形方向的作用不同,阀芯阀套的变形对其配合间隙的影响需针对典型工况进行具体分析。     

多路阀阀芯节流槽拓扑结构的优化设计

针对挖掘机多路换向阀开启过程中所受稳态液动力使得操纵力过大的问题，基于ANSYS对阀芯节流槽进行热流固多物理场可视化研究，通过分析半圆形节流槽阀芯下流动状态，提出新型节流槽拓扑结构，并建立Non-Parametric Regression响应面模型，研究新型节流槽结构尺寸对稳态液动力与质量流率的影响。结合多目标遗传算法寻优求解，并对比分析优化前后流动状态及阀芯所受稳态液动力等。结果表明：新型节流槽结构能够降低稳态液动力，有效提高了多路阀开启过程的换向性能。     

锥型直动式溢流阀的动态特性及稳定性分析

建立了锥型溢流阀的溢流流量模型,建立了包含瞬态液动力和稳态液动力的溢流阀动态特性模型。基于此,利用Routh-Hurmitz方法推导出了锥阀系统的溢流稳定条件。通过实验对比研究验证了所建模型的正确性。分析了锥型溢流阀的设计参数对阀系统动态特性的影响,并用灵敏度分析获得了影响最显著的参数是液流控制体的直径D。结果表明:所建立的模型可以很大程度地捕捉溢流系统的真实动态特性,所建立的稳定判定条件可以作为设计阀的有利依据。     

一种比例换向阀先导级用高速开关阀运动特性分析

为研究一种用于比例换向阀先导级的高速开关阀运动特性,通过编写UDF程序控制流体力、弹簧力和电磁力共同作用下的阀芯运动;通过动网格技术实现阀的流固耦合仿真,并获取阀芯精确的运动情况以及瞬态流场的变化。结果表明：编写的UDF程序能够精确地模拟实际工作时的阀芯运动状态,获得阀的开启时间为1.8 ms。该研究方法能够获得高速开关阀精确的运动特性,为高速开关阀产品的优化提供指导。     

液压支架高压大流量阀综合试验台设计与仿真

针对液压支架高压大流量阀设计以双蓄能器组为辅助动力源的试验台,配合增压缸实现系统的分时快速加载。该试验台可为被试阀提供近乎阶跃的短时大流量高压冲击,模拟液压支架承受严重顶板冲击的工况。基于AMESim软件搭建试验系统的仿真模型,并以FAD100/40型安全阀为试验对象,进行冲击压力安全性和公称流量启溢闭特性仿真分析。结果表明：所设计的安全阀冲击安全性试验系统能在规定时间内达到国家标准规定的阀前冲击压力;公称流量启溢闭特性试验系统提供的被试阀开启压力、流量、压力上升梯度及公称流量溢流时间均满足国家标准,进一步验证了试验台及试验方法的合理性。     

多路换向阀稳态液动力分析与结构优化

对于多路换向阀而言,稳态液动力过大会导致阀芯运动卡滞、换向阀操纵性下降。通过AMESim与Fluent软件联合仿真,发现稳态液动力峰值往往在阀口小开度时出现,且方向趋于阀口关闭;在阀芯复位过程中,稳态液动力在操纵力中最大占比为25.12%,阀芯在稳态液动力的影响下会获得过大的操纵力,破坏阀芯行程与复位弹簧力本身具有的线性关系。针对这种情况,基于流道改造法与特殊阀腔法,提出一种滑阀稳态液动力补偿方法,即在阀芯上设置一种挡流凸台。对改进后阀芯进行流场仿真分析,结果表明：凸台直径越大,降低稳态液动力的效果越明显,最多可以降低65.18%。但是过大的凸台直径会改变多路换向阀对应阀口的通流面积和水力直径,影响换向阀的压力特性,使得改进效果不理想。     

动座式节流阀阀口特性仿真与试验研究

结合水的理化性质,建立动座式节流阀阀口计算流体力学模型,对其水力特性包括流场、压力场、气蚀、流量压差特性、液动力特性等进行研究。在此基础上,研制一种新型的动座式水液压节流阀,该阀阀座台阶面上压力相等,使阀座所受轴向静压力得以平衡,采用伞状阀座有效补偿由于水冲击振动所引起的液动力;在流体经阀座进入阀芯的喷入口处,设计阀芯中杆结构,使喷出流体的液动力通过阀芯中杆传导在阀芯上,降低了液动力对阀座的冲击和侵蚀。采用Fluent软件建立相应的仿真模型,并就输入压力、阀芯锥角和阀口尺寸对系统动态特征的影响进行仿真分析,在此基础上搭建水液压试验台对仿真结果进行试验验证。研究结果表明:动座式节流阀阀口处压力迅速降低,开度越小,压降越大;二级阀口处压力变化大而低,易发生气穴现象;引流孔、合适的阀芯锥角及二级阀口结构可有效降低主阀口的工作压差及液动力,减少阀口的气蚀,能有效地提高节流阀的工作性能和使用寿命。     

多路阀滑阀节流槽计算方法研究

工程机械上,多路阀常通过在阀芯节流边加工不同形状的非全周开口节流槽以满足不同阀芯流量控制特性。由于非全周开口节流槽复杂多变的结构特点,传统而相对简单的截面面积计算公式难以完成面积精确的计算。利用CFD仿真软件,对双U节流槽的三维流场压力进行仿真分析,推导了面积与压力变化之间的关系,并根据节流槽液体流动结构形式确定了局部压力损失系数,得到非全周开口计算面积与节流槽结构参数之间的关系方程。通过AMESim软件进行液压系统仿真分析,并最终通过试验进行了验证。研究发现通过该方法能快速准确地完成各种非全周开口滑阀开口面积的设计,对非全周开口滑阀流量设计、液动力预测及其振动和噪声的控制具有重要意义。     

基于AMESim的ABS液压电磁阀动态响应仿真研究

汽车防抱死制动系统是保证汽车制动性能的重要执行机构.为研究该系统的电磁阀部分对系统增减压时的动态响应及其主要参数对控制效果的影响,采用AMESim这一模块化的建模平台,围绕电磁阀对液压控制系统的一部分进行了建模,并建立了主要模块的数学模型,分析了电磁阀频率与最大开度流量对动态响应的影响.