利用AWE流固耦合分析优化全液压转向器内部结构

全液压转向器作为铰接式工程车辆转向系统的核心部件,对工程车辆的转向性能以及驾驶员的劳动强度有着至关重要的影响。在全液压转向器的实际使用过程中,会产生噪声和振动。采用多物理场协同CAE仿真环境ANSYSWorkbench Environment(AWE),从流场的角度去分析油液在转向器内部的运动情况,得到转向器内部的流场分布,将其中的压力分布作为载荷添加至转向器的阀套与阀芯,通过流固耦合分析,找出结构上的薄弱环节,为转向器内部的结构优化提供依据。     

汽车动力转向器的流场分析

针对新研制的汽车动力转向器吸油机对汽车动力转向器内实验用的液压油仍吸不净的问题,首先对转向器内部的关键流道建立了CFD模型,然后应用FLUENT软件进行了流场分析,得到了流场的压力分布、速度分布。最后通过几组数据对比分析,得出了吸油机吸油效果最好的一组参数。并据此分析了转向器内的液压油吸不净的原因。     

基于AMESim全液压转向系统的建模与分析

针对定量泵构建的全液压转向系统工作时传动效率低、压力和流量损失严重等问题,将负载敏感式变量泵技术应用到全液压转向系统中。对转向系统中转向器、优先阀及负载敏感式变量泵的结构进行了详细阐述;利用AMESim仿真软件对转向系统进行了建模;基于AMESim仿真模型对负载敏感式全液压转向系统进行了仿真分析。研究结果表明:转向器转速在30 r/min和40 r/min时,压力和流量输出相对稳定;优先阀对转向器可起到流量调节作用;负载敏感式变量泵倾斜角在20°内能够控制输出流量的大小;负载敏感式全液压转向系统能够最大限度地减少压力和流量损失,从而提高传动效率。     

基于Fluent液压集成块内部流道流场的数值模拟

该文应用Fluent软件对液压集成块内部流道流场进行了仿真研究,通过对一个带有三个直角转向的流道的数值模拟,得到了流道的压力云图、速度矢量图及流线图;分析了液流在集成块内部流道产生能量损失的大小、位置及原因;提出了减少转向结构和工艺孔容腔的数目,能降低集成块内部流道的能量损失的方法,为集成块的内部结构设计提供了依据.     

液压元件中流道流场的研究

现有液压元件和系统存在的主要问题是：内部流道能量损失大、噪声大、效率低、能耗大、寿命短。要改善液压系统，就要对液压系统中的各种复杂流道流场进行数值计算(如准确计算液动力)和模拟，并定性分析流场(速度、流线、流动的分离与再附壁，旋涡的产生与消失)与噪声、能量的损失、元件性能等，从而指导流道的结构设计，以减少能量损失。     

三级同心液压溢流阀噪声特性的CFD分析

为了改善广泛应用的三级同心溢流阀的噪声特性,按照实际阀的结构和参数,建立了锥形主阀内部流场的三维模型,应用计算流体动力学计算软件Fluent,对三级同心溢流阀模型的多种工况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、压力场分布图.在可视化分析的基础上对阀芯的结构做了改进,对比了3种结构不同阀的内部流场特性.结果表明,改进结构后流场中漩涡区的分布减小,最低压力得到提高,降低了气蚀和噪声发生的可能性.此研究工作为流道结构的优化设计提供了理论依据.     

全液压转向器计算机测控系统设计及工程实践

该文在介绍全液压转向器工作原理的基础上,根据检测项目的要求设计了液压试验系统的原理图,依据大批量快速检测的工艺要求,构思了全液压转向器计算机测控系统。在工程实践中完成了测试系统的硬件配置,并以组态软件和数据库软件为平台,实现了测试数据的记录、保存、调用、后续处理及报表生成,解决了全液压转向器大批量快速检测的技术难题,为全液压转向器的检测和性能分析提供了有力的技术支持。     

基于MCGS的全液压转向器检测台电气控制系统的监测

工程机械的工作环境一般都比较差,转向较为频繁,因此对转向器的转向性能要求很高,可以说工程机械转向器的好坏直接决定了该机械性能的优劣.在全液压转向器检测台的控制系统中,以三菱FX2N型PLC作为控制系统的核心,以MCGS工控组态软件作为可视操作界面和PLC数据的最终处理工具.利用MCGS可实时显示和复现各测试块的特性曲线,同时对全液压转向器的特性实时监测并作出最终判断.     

基于PC与PLC的全液压转向器检测台自动化研究

全液压转向器具有结构简单、转向轻便灵活、安装布置方便等诸多优点,所以在转向系统领域得到了广泛的应用.鉴于全液压转向器对整个工程的影响,研制了全液压转向器检测台.它以三菱FX2N型PLC作为控制系统的核心,MCGS工控组态软件作为可视操作界面和PLC数据的最终处理工具.该检测系统具有测试目的性强、测试周期短的特点.     

液压破碎锤内锥阀中流道流场的数值分析

通过对液压破碎锤内锥阀内流道流场进行数值计算和模拟，探讨了不同情况下液压锥阀内流场包括流道速度场、压力场、流线和涡量线等的分布情况，分析了产生涡旋的位置和强度，找出了造成能耗的主要原因。结果表明，通过对锥阀阀座的优化设计，减少了流线的疏密程度和涡旋的大小，降低了能量损失，负压区也随之改变，减少了噪声，提高了能量利用率。     

Multi structural parameter analysis based on the labyrinth valve design with high pressure drop and low noise

Labyrinth channel design is a key for achieving high pressure loss for the labyrinth valve in a thermal power plant. However, the labyrinth channel structures are relatively complex, with many influencing parameters. An unreasonable design generates high noise, adversely affecting personnel and equipment. In this paper, pressure drop is used as a typical parameter for evaluating pressure loss performance, while cavitation, flow velocity, and transmission loss are used as characteristic parameters for assessing noise performance. A comprehensive evaluation criteria of noise performance is constructed. The numerical models with various stage numbers, entrance widths, channel depths, transition part parameters, and expansion coefficients are established, the effects of different structural parameters on the labyrinth channel pressure loss and noise performance are systematically studied to achieve a labyrinth valve design with high pressure loss and low noise. The results show that the influence of different structural parameters on the labyrinth channel pressure loss and noise performance is not the same. The parameter selection of multi-stage, small entrance width, medium channel depth, large transition part parameters, and high expansion coefficient is important way for realizing the design of high pressure loss and low noise labyrinth valve.     

基于增材制造的Y形流道压力损失建模研究

增材制造技术因其能够成形复杂结构而适用于高集成轻量化的液压系统,但增材制造成形流道的壁面粗糙度与传统钻削及铸造加工的流道不同,尤其是复杂管路系统中的流道分支结构,经典压力损失计算模型无法直接使用,迫切需要研究增材制造成形流道的压力损失数学模型。因此,以典型的流道分支结构——Y形流道为研究对象,应用伯努利方程、动量定理及达西公式建立其压力损失数学模型,并得到增材制造的成形角度对流道壁面粗糙度的影响。利用仿真分析分流比、分支角度及流道直径对压力损失的影响规律,初步验证Y形流道压力损失数学模型的准确性。搭建Y形流道压力损失测试试验台,利用增材制造加工Y形流道测试件,测定不同分流比、分支角度及流道直径下的流道压力损失。结果表明,不同参数下Y形流道压力损失数学模型计算结果与仿真分析结果平均误差均在9%之内,而不同参数下Y形流道压力损失数学模型计算结果与试验测试结果平均误差均在8%之内。研究成果可为增材制造成形低损耗管路的设计奠定基础。     

混流式核主泵叶轮叶片厚度分布规律对能量性能的影响

采用数值计算方法,开展混流式核主泵叶轮叶片自前盖板至后盖板方向厚度分布规律对能量性能影响的研究。通过对5种具有不同厚度分布规律叶片的叶轮进行比较分析,探索最佳叶片厚度比值和其对叶片表面静压力分布规律的影响。结果表明:当叶片后盖板处厚度与前盖板处厚度比值L=1.5时,叶轮的水力效率达到最高,当L=1.25时叶片做功能力低,叶轮内能量损失大,水力效率较低;在小流量工况下,随着比值L的增加,相同流量下扬程和水力效率都随之升高;在大流量工况下,扬程和水力效率都随着L的增大而降低;叶轮流道内压能沿着前盖板至后盖板方向增大并且最大压能位置向中间移动。     

液压流道局部拓扑优化与增材制造

液压阀块是液压系统的重要组成部分,降低液压阀块的压力损失对实现液压系统节能化、提高功重比意义重大。选区激光熔化(Selective Laser Melting, SLM)技术是一种增材制造(Additive Manufacturing, AM)技术,基本突破了减材、等材等传统加工方式的设计约束,结合拓扑优化方法,可大大提高液压阀块及其流道的设计自由度。以降低流道局部压力损失为研究目标,对流道局部压力损失较大的拐弯处进行拓扑优化设计,并采用SLM技术成形,优化设计后流道的压力损失明显降低。进一步探究弯管压力损失的主要影响因素——迪恩涡,定量分析了拓扑优化流道降低压力损失的原理,结果表明,拓扑优化得到的变截面流域通过改变流域的弯曲程度,使迪恩涡对压力损失的影响降到最小,从而有效降低流域内的压力损失。对增材制造液压元件及其流道的设计具有重要指导意义。     

低压燃油雾化喷嘴流动能量损失特性数值研究

建立了描述燃油在有渐扩切向槽的低压燃油喷嘴内的三维流动数学模型,采用SIMPLE算法进行计算,探讨低压下这种喷嘴的流动阻力特性,并采用试验方法研究了低压下油的雾化特性,以确定优化的燃油雾化喷嘴的结构特性。结果表明：在θ= 6o左右时,燃油雾化喷嘴出口流体的回流卷吸作用消失;在低压下(p0=0.8 Mpa),当燃油雾化喷嘴的结构特征为n=3～4,L≤2.5,θ=5o~6o,a/b=1.2和Rx/rb≥2.5时,能量损失达到最小,喷嘴压降达到最低;结构优化的燃油雾化喷嘴在低压下可保持良好的雾化质量。研究得到的燃油雾化喷嘴可用于火电厂、化工及建材等燃烧动力装置的燃烧点火及助燃等。     

轴向槽船舶艉管轴承内部流场数值仿真

针对水润滑船舶艉管轴承建立了三维几何模型,对轴承内部流场进行了数值分析,分析了水润滑船舶艉管轴承内部流场的压力分布、温度分布、速度分布、湍流能量分布。计算结果表明,20槽轴承和4圆柱槽轴承内部没有出现空穴区,可以降低由空穴效应带来的振动和噪声。轴向凹槽可以增强轴承内部冷却效果,沟槽面可以使层流边界层区域增大,使转捩为湍流的雷诺数增大,降低轴承压力损失。根据不同的船舶运行要求选择不同形式的艉管轴承,可以提高船舶轴系运行稳定性。     

γ转捩模型的分离修正及其应用研究

针对γ转捩模型不能准确预测开式分离流动的问题,将分离修正关系式应用于γ转捩模型,提高其对T106D-EIZ叶栅开式分离区内压力分布及流动损失的预测精度。以GE-E 3五级低压涡轮为研究对象,数值分析了设计点工况下带分离修正的γ转捩模型与全湍流模型的区别。结果表明,带分离修正的γ转捩模型能较好捕捉多级低压涡轮中二次流诱导转捩、叶尖泄漏流诱导转捩及分离转捩等流动现象,可准确预测叶片吸力面出现的不同程度分离流动。     

动力电池冷却系统流量分配特性研究

利用CATIA软件建立动力电池冷却系统的内部流体域几何模型,通过STAR CCM+软件对乙二醇冷却液的流动情况进行模拟,得出流场的流量分配情况及其压力损失值。理论分析冷却液的流动机理,并结合数值模拟结果对冷却系统流体域的几何结构模型进行优化改进。由于流场的流体分配主要受阻力作用和分流、汇流作用的影响,通过重置管路布置的方式来调节分流、汇流作用,改变进出口五通接头及排出(吸入)Y型三通接头等连接件的结构参数来调整各流道流动阻力,使系统内进行换热的各冷却液流道流量分配达到均匀。系统优化后的流量分配情况良好,各流道内流体的速度趋于一致,故各流道汇流时所产生的湍流混合冲击损失减少,降低了流体阻力损失。     

大流量交替双向锁流道优化设计及仿真计算

随着煤炭行业的高速发展,千万吨级矿井不断投产。在自动化综采工作面高产高效的要求下,装备的大型化要求不断提高。针对连接一、二级护帮千斤顶的交替双向锁在实际工作环境中面临公称流量小、压力损失严重、关闭压力低的问题,对其结构进行改进、流道进行优化。通过Pro/E对改进前后的交替双向锁进行实体建模,利用ANSYS进行模型流道抽取、网格划分及边界条件加载,运用ANSYS Fluent进行求解计算,获得介质在工作中的速度矢量图、静压云图等。将仿真结果与实验数据进行对比更新求解模型,利用迭代后的精确模型对新型结构设计进行指导。研究结果表明,通过改变阀芯结构设计和阀体流道布置,新结构交替双向锁流道90°弯折减少两处,阀体体积缩小1/3,压力损失减少65%,流量升级为125 L/min,有效降低了生产成本,提高了其在工程应用中的使用性能。