基于FSI的U型节流阀油流粘性热效应分析

在中高压液压系统的使用过程中,液压滑阀经常出现阀芯移动操作困难和阀芯磨损,甚至造成阀芯和阀套间卡死的现象,这是因为液压滑阀因节流产生的粘性加热使油流温升显著,阀芯阀套受热膨胀不同,从而减小了阀套与阀芯间的配合间隙。针对这一现象建立了计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)三维模型和稳态传热有限元模型(Finite element analysis,FEA),并利用流固耦合(Fluid-solid interaction,FSI)计算了U型节流阀在不同工作压力下,不同节流槽口宽度和深度,以及不同开口度的速度场和阀芯表面温度场,并对计算结果进行了分析,得出阀芯在各种情况下的最高温度和最大变形量的变化趋势。     

液压滑阀阀芯温度场的流-固-热耦合研究

针对液压滑阀在中高压系统的使用过程中,黏性热效应使得油流温升显著,阀芯受热膨胀而出现磨损甚至卡紧,导致液压滑阀失效的现象,建立了液压滑阀的计算流体力学三维模型,从不同开口度、不同槽口深度和宽度三方面进行流场和温度场的耦合分析,得到液压滑阀的最高流速和最高温度大小和区域的分布情况,以及阀芯和阀套的径向变形量,为液压滑阀卡紧机理分析提供了强有力的支撑和参考。     

节流槽形状对液压滑阀卡滞力的影响

液压滑阀是液压系统中的关键控制部件之一,其结构简单可靠,易于实现流量、压力控制。但是运行过程中由于热负荷产生的微小变形会导致阀芯卡滞现象的出现。当阀芯发生卡滞现象时,可能会严重降低液压阀的精度和灵敏度。基于热-流-固耦合模型,分析了节流槽形状对液压滑阀卡滞力的影响。首先建立了阀内固定开度流道模型,计算获得了不同节流槽形状下阀内流动特性;其次,将流体分析得到的温度场信息作为边界条件加载到热分析中,得到阀芯上的温度分布特性;最后研究了不同节流槽形状下阀芯间隙的变形量,分析阀芯卡滞的变化,为减小阀芯卡滞措施的研究提供参考。     

滑阀液动力研究及结构分析

液动力是设计、分析液压控制阀及液压系统考虑的重要因素之一。该文采用理论推导与CFD结合的方法,利用流体分析软件FLUENT进行不同开口度下的仿真实验,仿真研究了不同开口度以及不同边界条件的滑阀阀内的流场,分析了出口节流滑阀阀芯所受的最大液动力,并提出了优化方法。所进行的研究工作对于系统建模分析和滑阀液动力的补偿研究提供了依据。     

基于FLUENT的滑阀液动力研究及结构分析

液动力是设计、分析液压控制阀及液压系统考虑的重要因素之一。文中采用理论推导与CFD结合的方法,利用流体分析软件FLUENT进行不同开口度下的仿真实验,仿真研究了不同开口度以及不同边界条件的滑阀阀内的流场,分析了出口节流滑阀阀芯所受的最大液动力,并提出了优化方法。所进行的研究工作对于系统建模分析和滑阀液动力的补偿研究提供了依据。     

大通径滑阀阀体强度与配合间隙的优化设计

对于液压滑阀,泄漏和卡紧相互矛盾,与阀体阀芯的配合间隙密切相关。配合间隙过大,泄漏量大,降低或丧失阀的控制功能;配合间隙过小,阀体和阀芯在压力、温度的作用下变形,极易导致阀芯卡死,使阀突然失效;因此合理设计液压滑阀的配合间隙是滑阀研制成功的关键。本文利用ANSYS Workbench Environment平台,建立某大通径二位四通液动换向滑阀的三维有限元模型,采用热-结构耦合的方法,详细研究了阀体阀芯配合间隙随压力、温度及阀体壁厚变化的规律;结合材料及工况条件,对初始配合间隙和阀体壁厚进行了优化设计,在保证阀体强度、避免阀芯卡死的前提下大大降低了泄漏损失,并设计制造出样机进行试验研究,验证了优化设计结果。该优化设计方法对同类大通径滑阀的设计研发具有一定的参考价值。     

基于CFD的某滑阀阀芯动态特性研究

基于CFD和动网格技术,建立了具有圆弧倒角的液压滑阀动态特性分析的三维数值模型,对其在弹簧力、驱动力及流体力共同作用下的开启过程进行了动态模拟。分析了不同弹簧刚度下,液压滑阀开启过程中阀芯位移、所受的冯.米塞斯应力和瞬态液动力的变化情况,得到了弹簧刚度对液压滑阀阀开启过程中阀芯位移、所受的冯.米塞斯应力和瞬态液动力的影响规律,为液压滑阀的设计及优化提供依据。     

基于CFD的液压滑阀阀芯均压槽的研究

该文首先对液压滑阀阀芯偏心且倒锥时受到的卡紧力进行数学建模,然后介绍了3种不同形状的液压滑阀阀芯均压槽,并用Fluent软件对阀套与阀芯之间的流场进行模拟仿真.最终分析结果表明,在液压滑阀阀芯上加开均压槽虽然会导致滑阀缝隙泄漏量略有增加,但能有效减少阀芯受到的径向不平衡力,避免阀芯发生卡滞现象.     

基于动网格的液压滑阀流固耦合分析

采用基于动网格的流固耦合分析方法,建立了液压滑阀开启过程的三维动态数值分析模型,计算阀芯在驱动力、流体力和弹簧力共同作用下的运动分布、应力变化和形变。结果表明:提供一种分析液压滑阀开启过程的数值仿真方法,阀芯在开启完毕达到稳态后仍有小幅振动;阀芯的径向形变主要发生在阀杆上,且变形量随时间产生小幅波动;阀芯由于油液的冲击在入口处产生较大变形并在台肩与阀杆连接处产生应力集中,采用CFD方法得到的液压滑阀运动分布、应力变化、形变和理论值的误差在可以接受的范围内,证明了仿真的可靠性。     

液压比例阀阀芯V形槽口的CFD解析

带V形槽口的滑阀阀芯在比例阀中应用非常广泛,槽口结构对阀开启过程中的比例特性和作用在阀芯上的液动力影响很大.运用CFD解析方法对带V形槽口的液压滑阀阀腔内的流场进行求解,得到不同开口度对应的流量和液动力.分析解析结果可知:应该用稳态计算求解通过阀口的流量和作用在阀芯上的稳态液动力,用移动网格技术结合瞬态计算求解瞬态液动力.