永磁弹簧先导式溢流阀导阀设计与性能分析

针对机械弹簧疲劳、断裂、塑性变形等导致溢流阀工作性能降低的问题,提出一种基于斥力的永磁弹簧先导式溢流阀导阀结构。利用CFD对先导阀进行流场仿真分析,利用AMESim对传统机械弹簧先导式溢流阀和永磁弹簧先导式溢流阀进行特性仿真,得到不同系统压力时的阶跃压力响应曲线和稳态压力-流量特性曲线。对机械弹簧先导式溢流阀和永磁弹簧先导式溢流阀进行稳态压力-流量特性试验。分析结果表明:永磁弹簧先导阀结构设计合理;相较于机械弹簧先导式溢流阀,其动态性能更好,定压精度更好。     

基于NLPQL的球型单向阀性能优化研究

针对球型单向阀压力—流量特性优化问题,利用单向阀阀芯直径、阀座通径、弹簧预紧力和弹簧刚度进行了优化参数组合。构建了实际出口流量与目标出口流量误差平方积分的目标函数,提出了一种单向阀压力—流量特性优化方法;通过AMESim搭建了球型单向阀的优化模型,对球型单向阀压力—流量特性展开了优化研究;基于遗传算法和序列二次规划方法,对相同优化参数区间的优化结果进行了对比分析,进行了优化参数区间对遗传算法优化结果的影响分析。研究结果表明:通过缩小优化参数区间,基于遗传算法优化的单向阀压力—流量特性得到了提高;在同一优化参数区间下,相比遗传算法,序列二次规划方法优化结果更逼近目标值。     

自动化轻气炮中单向阀的分析与设计

分析了单向阀在自动化轻气炮中的作用原理并提出了设计要求,利用AMESim软件对轻气炮和单向阀进行建模,采用控制变量法研究阀体直径、入口直径、弹簧刚度和弹簧预压缩等参数对轻气炮系统性能和单向阀响应特性的影响,总结出各参数对充气时间、延时开启时间、弹簧平衡位置等参数的影响规律。根据轻气炮设计要求选择了单向阀阀体直径8 mm,入口直径4 mm,弹簧刚度55 N/mm,初始压缩1.6 mm为制造参数,并根据该参数设计了套筒活塞式单向阀的机械模型。     

三单向阀配流电磁式往复泵性能影响因素分析

柱塞型电磁式往复泵结构简单,易于微型化,但单向阀配流和单柱塞结构使泵的流量脉动问题严重,造成泵体的振动和噪声。将差动泵的差动原理应用于柱塞改进,采用三单向阀配流和有面积差的内截面动子柱塞结构,使柱塞在一个行程内两次排油。基于AMESim软件,建立电磁式往复泵简化模型。在固定节流阀开度下,分别改变小柱塞腔内截面直径和3个配流单向阀弹簧刚度及预紧力,分析其对往复泵性能的影响。结果表明,大小柱塞腔内截面积比影响泵的流量脉动,单向阀弹簧刚度影响压力损失,弹簧预紧力影响稳定性和流量连续性。     

Halbach阵列磁弹簧减压阀特性研究

为改善传统减压阀中机械弹簧应力松弛和疲劳断裂等问题,提出一种基于Halbach阵列磁弹簧的直动式减压阀。利用Maxwell对Halbach阵列磁弹簧进行磁力仿真,设计出满足减压阀性能要求且铁磁耗材较低的Halbach阵列。利用AMESim软件仿真分析静态压力-流量特性与动态阶跃响应特性对Halbach阵列磁弹簧减压阀与机械弹簧直动式减压阀的影响规律。结果表明：相较于同规格机械弹簧直动式减压阀,Halbach阵列磁弹簧减压阀压力-流量曲线更平缓,即入口流量相同的情况下,磁弹簧减压阀压力损失更小,稳压精度更高;当进出口压差为2.5 MPa时,响应速度接近,当进出口压差提升至4.5 MPa时,Halbach阵列磁弹簧减压阀压力脉冲较小,即超调量较小,响应速度略有提高。     

磁性弹簧在液压单向阀中的应用

分析了磁性弹簧的特性,采取有限元虚功法对磁性弹簧的磁力做了计算.与机械弹簧相比,磁性弹簧结构简单,力的传递路线短,无疲劳磨损.把这种磁性弹簧应用在液压单向阀中,大大提高了液压单向阀的启闭特性,减少了压力损失,降低了噪音和振动,延长了其使用寿命.同时也提高了液压传动系统方向控制回路性能.     

某型单向阀打开过渡过程特性对流阻性能影响的仿真分析

基于CFdesign软件提供的计算模型和方法,利用动网格数值模拟技术,对飞机燃油系统常用的具有开启压力要求的某菌状型单向阀进行了试验和动态数值模拟。试验和仿真结果表明:阀芯能否打开运动到最大开度位置并保持稳定,与单向阀内提供开启力的弹簧力值和刚度、阀芯形状和内部固有流道有着密切关系。     

气液单向阀弹簧刚度对开启特性的仿真分析

利用VOF法建立了混输泵出口单向阀内流场的气—液两相流CFD模型,采用UDF及动网格技术,研究了介质不同含气率下弹簧刚度对出口单向阀开启特性的影响。仿真结果表明:在一定范围内,随着弹簧刚度的增大,单向阀最大开启高度降低,开启滞后时间稍有增加;介质含气率变化对阀芯开启滞后影响明显,随含气率的增加,阀最大开启高度大幅降低,开启滞后时间增加,且随含气率增大,弹簧刚度的影响减弱。     

波浪能液压系统单向阀优化分析

针对波浪能液压系统自吸回路单向阀需要加压开启或内部无序流动的问题,提出了零重力无压开启策略。通过对比分析单向直通阀不同阀芯形式的优缺点,说明了球阀的可行性。为提升球阀的流动特性,优化单向阀的弹簧力与阀芯重力差,实现吸油回路阀芯的零重力和无压开启,结合液压回路短程设计,改善了液压系统效率。通过实验室在不同流量下的效率测试和海试运行的状态,结果显示该方案具有可行性,不仅减小了沿程损失,也保证了工程化的安全性。     

基于气隙组合永磁弹簧的直动式溢流阀优化设计

航天伺服系统高压大流量的特点,对溢流阀的可靠性、稳压精度和推重比提出了更高的要求。然而大推力下的螺旋压缩弹簧一般体积较大,并且服役期间存在卡死、疲劳断裂、塑性变形等失效模式,给伺服系统带来安全隐患。提出一种基于气隙组合永磁弹簧的直动式溢流阀结构,非接触式的永磁弹簧可避免上述失效和卡死故障,采用气隙组合的优化设计得到了理想的刚度曲线,不仅可有效提高推重比,同时可以减小大刚度带来的开启瞬间压力波动。在此基础上结合有限元仿真与迭代优化,精确设计了凸缘结构来补偿液动力,进一步提高了稳压精度。仿真结果表明,气隙组合永磁弹簧溢流阀具有良好的动静态指标,其设计方法为永磁弹簧在液压系统中的应用提供参考与借鉴。     

变压差自动恒流阀的仿真研究

变压差自动恒流阀常用于阀门的气液联动驱动装置,具有流量大、出口压力基本恒定、可自动调节开度等优点。介绍了变压差自动恒流阀的结构和工作原理,建立了其数学模型。在此基础上,应用AMESim软件对变压差自动恒流阀进行仿真分析,得到不同弹簧弹性系数、弹簧预紧力、初始状态槽口开度对流量和出口压力的影响规律,为变压差自动恒流阀的机械设计提供依据。     

永磁弹簧式溢流阀的设计理论研究

针对目前溢流阀中螺旋式调压弹簧在使用过程中易失效的问题,提出了一种基于永磁弹簧的直动式溢流阀设计方案。利用磁荷积分法和有限元法对永磁弹簧力学特性进行了分析建模,针对航空伺服系统的指标要求,设计了永磁弹簧式溢流阀整体结构和关键参数。     

斜置双瓣止回阀内部流态的模拟与试验研究

为了改进普通止回阀存在的开启角度小、流阻系数大等不足,设计一种新型斜置双瓣止回阀,对其在30°、50°、70°、80°及全开工况下的内部流动特性进行分析,计算出流阻系数及流量系数。对其进行压力损失特性试验及流量特性试验,计算出每个工况下的流阻系数及流量系数,将其与模拟数据进行对比分析。研究结果表明,斜置双瓣止回阀的模拟结果与试验结果比较接近,开启角度大,压力损失小,流阻系数小,流量系数大,通流能力好。通过对斜置双瓣止回阀进行数值模拟及试验研究,斜置双瓣止回阀的设计对流体系统节能具有指导意义。     

Study on the design of ball valve based on elastic ring valve seat structure and fluid characteristics and fatigue strength

Aimed at the technical problems such as the influence of granular medium on spring pre-tightening force sealing, a new ball valve based on elastic ring valve seat structure is studied. The spring plate type valve seat structure is designed to cooperate with the ball core for sealing, and the blade spring coil is used to cooperate with the ball core for sealing in the spring plate type valve seat structure. Wherein the supporting back ring supports the blade leaf spring on the outer side to enhance and protect the role of the blade spring coil. The design without the spring cavity avoids the problem of sealing failure caused by medium entering into the spring cavity and affecting the compression spring, and avoids the situation that the valve seat can be sealed with the ball core by pre-tightening the compression spring, thus avoiding the problem of sealing failure caused by the valve seat sticking on the valve body. The mechanical and flow characteristics are studied and analyzed by the ball valve characteristic test system. The stem torque, unbalance torque, flow characteristics and flow coefficient variation at different nominal diameters are analyzed. The seal allowable squeeze stress and seal surface pressure are analyzed, and the seal is stable and reliable with the seal pressure meeting the seal design criteria. The fluid dynamics simulation analyzes the velocity, pressure and flow traces of the fluid flowing through the ball valve under three opening degrees: fully closed, half open and fully open, the maximum velocity-pressure and opening degree variation curves of the inlet and outlet, the maximum velocity-pressure and opening degree variation curves of the inlet and outlet under different nominal diameters and the flow resistance coefficient curves. Static strength analysis was done for the ball core and spring plate seat structure to obtain the stress, displacement, strain and safety factor. The fatigue strength of the ball spool and spring-loaded plate seat structure was analyzed, and the total number of lives (cycles) and load factors were obtained, and the results show that the fatigue strength of the ball spool and spring-loaded plate seat structure is safe and the fatigue strength meets the requirements. Ball valve pressure test, low pressure sealing test and high pressure sealing test, valve body strength and ball valve sealing performance all meet the requirements.     

某型伺服引气阀蝶阀压力损失分析

蝶阀作为伺服引气阀的主阀,其压力损失特性对于伺服引气阀的工作效率、流量控制精度以及下游涡轮起动机性能至关重要。建立了蝶阀压力损失计算的数学模型;通过计算流体力学数值计算方法获取了蝶阀流场总压分布情况,得到了不同工作环境和开启角度时的蝶板压力损失情况。结果表明,供气压力的升高增大了蝶阀压力损失,但不改变蝶阀和涡轮起动机上的压降分配比例;而蝶阀压力损失不受供气温度的影响。对海平面下不同开启角度的蝶阀压力损失进行了试验测试,验证了数学模型及数值计算结果的正确性。     

缸筒内径对油气弹簧阀系参数设计的影响

利用车辆单轮簧上质量和最佳阻尼比系数，得到油气弹簧开阀压力。利用开阀压力与阀片变形以及流量之间关系，建立油气弹簧阀系参数解析设计公式，对阀系参数进行解析设计。通过对缸简内径对阀系设计参数的影响进行定量分析，建立了阀片厚度和节流缝隙影响系数，利用该系数可对阀系参数进行推算设计。通过实例，对阀系参数进行了解析设计与影响系数推算设计，并对2种方法设计值进行了比较，对阀系设计参数进行校核，对所设计油气弹簧进行了特性试验。设计和试验结果表明，阀系参数解析设计方法是准确的，影响系数推算设计方法是可靠的，对油气弹簧设计开发具有重要参考价值。     

整体开启阀与悬臂梁阀压电泵性能研究

设计了两种形式的被动截止薄膜阀一整体开启阀与悬臂梁阀,对两种形式阀的过流特性进行了理论分析,并应用两种形式的阀体制成了双腔串联压电泵的样机.对样机的实验测试表明,整体开启阀压电泵的自吸能力和输出流量都要好于悬臂梁阀压电泵.在200V交流电压驱动下,前者的最大自吸高度和输出流量分别为430 mm水柱和972 ml/min,而后者为410 mm水柱和480 ml/min.