非全周开口滑阀的流场特性及其优化

针对滑阀液动力的优化问题,对非全周开口、内流式滑阀流场特性进行了研究,对其阀套结构进行了优化。首先,采用两相流模型,利用动网格技术、UDF功能模拟了阀芯的运动状态,通过仿真计算了阀芯运动状态下的瞬态流场,同时分析了阀芯静止时的稳态流场;然后,研究了滑阀阀芯的运动速度、流量变化、阀口开度对液动力的影响;最后,提出了一种把阀套进油孔由直孔改为斜孔的方法来优化滑阀的液动力,并对不同倾斜角和阀口开度时的滑阀液动力进行了比较。研究结果表明：相较于瞬态液动力,滑阀的稳态液动力更大;在阀芯运动速度快、流量大,且阀口开度小于0.5 mm时,滑阀的瞬态液动力比较大,因而其影响也不可忽视;优化后的阀套结构可以有效减小液动力,倾斜角在15°～20°范围内时其优化效果最好;该研究结果可为滑阀结构的优化设计提供有益的参考。     

2D伺服阀先导级螺旋阀口稳态液动力的研究

为研究二维(2D)伺服阀的稳定性及其影响因素,结合2D阀先导级螺旋阀口双流道中心对称的结构特点,通过理论分析和流体动力学仿真,得出流体流经螺旋阀口产生的稳态液动力属于空间力,且2个对称阀口处稳态液动力的径向分力大小相同,方向相反;而轴向液动分力和周向液动分力形成的力矩随着阀口开度增加逐渐减小,yoz平面的射流角度也逐渐减小,且当阀口开度小于0.1 mm时,减小幅度很大,开度大于0.2 mm时,趋于稳定;随着入口流速的增加,轴向液动力和周向液动力矩逐渐增加。结果表明稳态液动力的轴向分力及周向力矩促使先导阀口关闭,对阀芯稳定具有促进作用。     

大流量多路阀稳态液动力仿真分析

针对工程实际中大流量多路阀稳态液动力分析和预测困难的问题,采用流场仿真手段,对阀芯受力情况进行了数值模拟,并通过不同开度和流量下试验结果验证了数值模拟的正确性。通过对比不同湍流模型对于仿真结果的影响,得出Realizable k-ε模型在大流量多路阀稳态液动力仿真中能够更好的拟合试验数据的结论。通过分析仿真云图,发现多路阀在节流入口处易产生压力损失和射流现象,同时指出了射流角度随着开口度的变化而改变。研究结果为准确预测和分析多路阀稳态液动力提供了参考。     

基于CFD的液压锥阀阀芯启闭过程的液动力分析

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.文中采用动网格技术,利用UDF功能给定阀芯不同的运动速度,仿真研究了不同阀芯速度以及不同边界条件的锥阀阀内的流场,分析了插装型锥阀在开启和闭合工作过程中不同的边界条件下阀芯所受的液动力.所进行的研究工作对于系统建模分析和锥阀液动力的补偿研究提供了依据.     

改进阀芯结构稳态液动力补偿特性影响研究

设计了一种阀芯的改进结构,减小阀杆一侧直径,使阀杆呈圆台形状,在同侧台阶上环切一个三角形凹槽,部分液流通过三角形凹槽导流后,流动方向产生变化,即产生一个沿阀芯关闭方向的流动分量,该部分液流反向冲击沿正方向流动的液流,使得在出口处液流流动角度变大,即射流角变大,稳态液动力随之减小。由于减小了阀杆一侧直径,阀杆该侧空间也变大,使得更多液流可通过三角形凹槽导流,进一步降低了稳态液动力。通过计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)仿真,研究了该改进结构的各参数对稳态液动力补偿特性的影响规律;为进一步验证该改进结构的有效性,搭建实验台对改进阀芯进行测试,实验结果与仿真结果相吻合,证明了该改进结构可有效减小液压阀稳态液动力。     

纠正一些关于稳态液动力的错误认识

从动力学角度阐明了液压阀稳态液动力的基本概念和计算方法,分析了滑阀、锥阀、插装阀的稳态液动力受力情况的差异,分析结果表明:稳态液动力总是使阀芯关闭。结合实例,分析了考虑稳态液动力时的液压阀、液压系统的影响因素。纠正了国内一些大学液压教材中关于稳态液动力的一些错误认识。     

液压多路阀CFD仿真分析与试验研究

针对三一汽车起重机械公司某型号多路阀阀腔内的复杂流动情况,通过对其进行CFD模拟仿真,分析内部的流动特性,并探究不同工况下的阀芯受力情况。考虑开口度大小、阀芯旋转角度、附面层厚度等因素,借助CFD软件STAR CCM+进行了大量的仿真计算。仿真结果表明,油液在节流口的节流特性是造成进出口压力损失、速度变化的主要原因;阀芯受到的液动力大小与流量、开口度大小相关(流量、开口度等都是影响液动力大小的重要因素)。在专门的起重机主阀性能试验台对多路阀进行试验,试验与仿真的结果较为接近,在误差允许范围之内。     

定量泵负载敏感系统中三通流量阀的阻尼特性分析

分析了定量泵负载敏感系统中三通流量阀的机械结构和调节原理。建立了三通流量阀中阻尼孔的特性分析模型与三通流量阀压力补偿过程中容腔压力变化的数学模型。用Matlab软件对三通流量阀中影响压力变化的主要结构参数进行了仿真,分析了三通流量阀的阻尼孔直径、阻尼孔长度、左腔容积以及阀芯开口流量增益对其左腔压力变化产生的影响,得出了再设计三通流量阀时阻尼孔、容腔体积和阀芯开口形式应选择合适的尺寸与结构的结论。为定量泵系统中三通流量阀的设计提供了理论依据。     

电磁先导球阀阀芯受力可视化分析及流道优化设计

采用CFD的方法,在FLUENT软件平台上,对先导球阀内流场的流态进行了数值模拟;分析了阀芯轴向受力的变化;通过改变先导阀顶杆的直径,用以改变流道;并分析了阀内湍流动能的变化,可为阀的流道设计提供了参考。     

FJK10/3型快开阀驱动过程中阀芯的压力试验研究

针对储压式抑爆装置中快开阀的阀芯压力变化进行了研究,通过压力试验测试,并根据阀芯在爆炸时的拉伸变形中分析产气剂燃烧驱动性能和阀芯受力变化的理论计算,得到了产气剂使用量和阀芯受力间变化关系,通过试验得到了拉断阀芯需要的最大爆炸压力和所需产气剂的理论用量。