偏转板伺服阀前置级流场仿真及二级伺服阀动态特性研究
发布时间：2021-11-22 08:39
相对于喷嘴挡板式和射流管式伺服阀,偏转板式伺服阀具有抗污染能力较强,可靠性高,动态性能更好等优点,在航空、航天、军事及工业领域的高端应用中均有广泛的运用;但目前针对偏转射流流场和偏转板伺服阀的研究较少,尚没有可供借鉴的成熟理论。偏转板伺服阀的整体静态特性和动态特性,在很大程度上取决于前置级。前置级结构精细,前置级流场涉及射流、碰撞、附壁和涡旋问题,结构参数的微小变化会对伺服阀的整体性能造成极大影响。针对偏转板伺服阀前置级结构对其内部流场及其特性的影响,本文提出了一种基于劈尖高度和喷口导流长度变化的前置级流场计算模型,探讨了几何模型的网格划分,对油液在射流盘内的整个流动过程进行了完整的分析计算,得到了劈尖高度和V形槽喷口导流长度变化对前置级压力特性、流量特性以及射流效率的影响规律。论文探讨了前置级气穴现象发生的原因和危害,讨论了气穴模型遵循的二相流控制方程,通过模拟仿真研究了偏转板偏移和不同结构参数对前置级气穴的影响。结合伺服阀的抗污染问题,阐述了出现冲蚀磨损现象的原因和危害,采用欧拉-拉格朗日法计算了固体颗粒对前置级的冲蚀磨损率,根据仿真结果分析了不同直径颗粒和偏转板偏移对前置级冲蚀磨...
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
偏转板伺服阀结构示意图
武汉科技大学硕士学位论文4阀向左滑动的压差力。滑阀向左滑动，阀口打开，控制着流量压力的输出。反馈杆下端的小球在滑阀凹槽中跟随滑阀运动，反馈杆产生形变，形成反作用力，使输出达到稳定[16]。a）偏转板在中位b）偏转板右移图1.2偏转板向右移动时前置级油液的流动示意图1.3偏转板伺服阀国内外研究现状从上个世纪到现在，偏转板伺服阀凭借其优越的动静态特性，越来越受到国内外研究人员的青睐[17]，主要对其进行了前置级结构参数变化、理论建模和仿真平台搭建以及新研究方法等三个方面的研究，其中新研究方法指的是探索新结构、新加工方法和新材料对偏转板伺服阀的影响。在偏转板伺服阀研究方面，由于国外进行了技术保留，相关可查的文献很少。偏转板伺服阀和射流管伺服阀的前置级部分均是基于射流原理设计的，它们的结构相似，对射流管伺服阀相关方面的研究可以一定程度地指导偏转板伺服阀的研究，并且射流管伺服阀的研发技术较为成熟，可以为偏转板伺服阀的研发制造提供大量宝贵的经验，可以大大缩短研发周期，节省财力物力。1.3.1前置级结构参数变化董娜娜等[18]借助CFD仿真平台分析了偏转板V形槽纵向偏移对前置级压力特性的影响，认为V形槽纵向接近接收孔会减小前置级压力增益。邢晓文在大小论文中[19,20]分析了不同形状导流口对前置级性能的影响，认为前置级采用矩形导流口工作时性能最好。蒋大伟等[21,22]分别研究了喷嘴宽度、劈尖宽度和偏转板V形槽夹角等对前置级动静态特性的影响，研究表明适当增加喷嘴宽度，减小劈尖宽度可以优化伺服阀的性能，而偏转板V形槽的夹角对伺服阀的性能影响不大。刘增光等[23]分析了进出阻尼孔宽度对前置级流场射流性能的影响，认为进油阻尼孔宽度对射流流量和压力起决定性作用。Shang等[24]对
武汉科技大学硕士学位论文11湍流耗散率方程为：(2-8)式中，为流体动力黏性系数；为湍流黏性系数；和的取值范围为；为速度梯度导致的湍流动能产生项；和分别为可压湍流动扩张的贡献；分别为经验常数；为自定义源项；和分别为与湍流动能和耗散率对应的Prandt1数。2.2前置级结构参数的变化本章对射流盘上劈尖的高度H和偏转板上V形槽喷口的导流长度L等尺寸参数进行了改变，研究了这些微小的尺寸变化对前置级流场压力特性、流量特性、以及射流效率的影响。图2.1所示为射流盘结构示意图，其中图2.1b）中的H表示劈尖高度。图2.2所示为偏转板截面结构示意图，其中图2.2b）中的L表示V形槽喷口导流长度。a）射流盘结构示意图b）劈尖局部放大示意图图2.1射流盘结构图a）偏转板截面结构示意图b）喷口局部放大示意图图2.2偏转板截面结构图
【参考文献】：
期刊论文
[1]V形槽位置对偏导射流式伺服阀前置级液流特性的影响[J]. 董娜娜,孙浩乾,张晋. 液压与气动. 2019(07)
[2]固体颗粒对射流偏转板伺服阀前置级冲蚀磨损的影响[J]. 冀宏,张硕文,刘新强,陈晓明,朱奕. 兰州理工大学学报. 2018(06)
[3]射流偏转板劈尖形变对其零位特性的影响[J]. 冀宏,张硕文,刘新强,李瑞锋,李琼. 兰州理工大学学报. 2018(03)
[4]不同湍流模型下偏导射流伺服阀前置级流场特性仿真[J]. 任玉凯,延皓,白龙,张雨,李长春. 北京交通大学学报. 2018(03)
[5]偏转板伺服阀射流放大器结构参数优化研究[J]. 邢晓文,吴凛,陈奎生,湛从昌. 液压与气动. 2018(03)
[6]前置级冲蚀磨损对射流偏转板伺服阀的影响[J]. 张硕文,冀宏,陈晓明,袁王博,吴必霖. 液压气动与密封. 2017(08)
[7]偏导射流式伺服阀前置级流场建模及特性分析[J]. 康硕,延皓,李长春,王凤聚,王书铭. 哈尔滨工程大学学报. 2017(08)
[8]进出油阻尼孔对偏转板射流阀射流流场的影响[J]. 刘增光,杨国来,岳大灵,白桂香. 机床与液压. 2017(05)
[9]偏转射流式伺服阀研究综述[J]. 康硕,延皓,李长春. 北京交通大学学报. 2017(01)
[10]喷嘴宽度对偏转板射流阀射流效率影响的仿真分析[J]. 刘增光,岳大灵,杨桢毅,白桂香. 液压与气动. 2016(10)
博士论文
[1]射流管伺服阀的模型构建与仿真研究[D]. 张颖.西北工业大学 2015
硕士论文
[1]偏转板伺服阀前置级流场建模及结构参数优化[D]. 邢晓文.武汉科技大学 2018
[2]偏转板伺服阀力学特性及正交试验研究[D]. 韩召辉.华中科技大学 2018
[3]偏导射流伺服阀前置级流场仿真与试验研究[D]. 张雨.北京交通大学 2018
[4]射流偏转板伺服阀阀口冲蚀及阀特性变化的仿真研究[D]. 张硕文.兰州理工大学 2017
[5]偏转板射流伺服阀的前置级流场仿真与动态特性研究[D]. 蒋大伟.江苏大学 2016
[6]伺服阀前置级射流流场的气穴仿真与试验研究[D]. 曹俊章.哈尔滨工业大学 2013
[7]电液伺服阀力矩马达动静态特性测试系统的研制[D]. 李成成.哈尔滨工业大学 2013
[8]添加磁流体的力矩马达静态特性研究[D]. 方振刚.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3511335
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
偏转板伺服阀结构示意图
武汉科技大学硕士学位论文4阀向左滑动的压差力。滑阀向左滑动，阀口打开，控制着流量压力的输出。反馈杆下端的小球在滑阀凹槽中跟随滑阀运动，反馈杆产生形变，形成反作用力，使输出达到稳定[16]。a）偏转板在中位b）偏转板右移图1.2偏转板向右移动时前置级油液的流动示意图1.3偏转板伺服阀国内外研究现状从上个世纪到现在，偏转板伺服阀凭借其优越的动静态特性，越来越受到国内外研究人员的青睐[17]，主要对其进行了前置级结构参数变化、理论建模和仿真平台搭建以及新研究方法等三个方面的研究，其中新研究方法指的是探索新结构、新加工方法和新材料对偏转板伺服阀的影响。在偏转板伺服阀研究方面，由于国外进行了技术保留，相关可查的文献很少。偏转板伺服阀和射流管伺服阀的前置级部分均是基于射流原理设计的，它们的结构相似，对射流管伺服阀相关方面的研究可以一定程度地指导偏转板伺服阀的研究，并且射流管伺服阀的研发技术较为成熟，可以为偏转板伺服阀的研发制造提供大量宝贵的经验，可以大大缩短研发周期，节省财力物力。1.3.1前置级结构参数变化董娜娜等[18]借助CFD仿真平台分析了偏转板V形槽纵向偏移对前置级压力特性的影响，认为V形槽纵向接近接收孔会减小前置级压力增益。邢晓文在大小论文中[19,20]分析了不同形状导流口对前置级性能的影响，认为前置级采用矩形导流口工作时性能最好。蒋大伟等[21,22]分别研究了喷嘴宽度、劈尖宽度和偏转板V形槽夹角等对前置级动静态特性的影响，研究表明适当增加喷嘴宽度，减小劈尖宽度可以优化伺服阀的性能，而偏转板V形槽的夹角对伺服阀的性能影响不大。刘增光等[23]分析了进出阻尼孔宽度对前置级流场射流性能的影响，认为进油阻尼孔宽度对射流流量和压力起决定性作用。Shang等[24]对
武汉科技大学硕士学位论文11湍流耗散率方程为：(2-8)式中，为流体动力黏性系数；为湍流黏性系数；和的取值范围为；为速度梯度导致的湍流动能产生项；和分别为可压湍流动扩张的贡献；分别为经验常数；为自定义源项；和分别为与湍流动能和耗散率对应的Prandt1数。2.2前置级结构参数的变化本章对射流盘上劈尖的高度H和偏转板上V形槽喷口的导流长度L等尺寸参数进行了改变，研究了这些微小的尺寸变化对前置级流场压力特性、流量特性、以及射流效率的影响。图2.1所示为射流盘结构示意图，其中图2.1b）中的H表示劈尖高度。图2.2所示为偏转板截面结构示意图，其中图2.2b）中的L表示V形槽喷口导流长度。a）射流盘结构示意图b）劈尖局部放大示意图图2.1射流盘结构图a）偏转板截面结构示意图b）喷口局部放大示意图图2.2偏转板截面结构图
【参考文献】：
期刊论文
[1]V形槽位置对偏导射流式伺服阀前置级液流特性的影响[J]. 董娜娜,孙浩乾,张晋. 液压与气动. 2019(07)
[2]固体颗粒对射流偏转板伺服阀前置级冲蚀磨损的影响[J]. 冀宏,张硕文,刘新强,陈晓明,朱奕. 兰州理工大学学报. 2018(06)
[3]射流偏转板劈尖形变对其零位特性的影响[J]. 冀宏,张硕文,刘新强,李瑞锋,李琼. 兰州理工大学学报. 2018(03)
[4]不同湍流模型下偏导射流伺服阀前置级流场特性仿真[J]. 任玉凯,延皓,白龙,张雨,李长春. 北京交通大学学报. 2018(03)
[5]偏转板伺服阀射流放大器结构参数优化研究[J]. 邢晓文,吴凛,陈奎生,湛从昌. 液压与气动. 2018(03)
[6]前置级冲蚀磨损对射流偏转板伺服阀的影响[J]. 张硕文,冀宏,陈晓明,袁王博,吴必霖. 液压气动与密封. 2017(08)
[7]偏导射流式伺服阀前置级流场建模及特性分析[J]. 康硕,延皓,李长春,王凤聚,王书铭. 哈尔滨工程大学学报. 2017(08)
[8]进出油阻尼孔对偏转板射流阀射流流场的影响[J]. 刘增光,杨国来,岳大灵,白桂香. 机床与液压. 2017(05)
[9]偏转射流式伺服阀研究综述[J]. 康硕,延皓,李长春. 北京交通大学学报. 2017(01)
[10]喷嘴宽度对偏转板射流阀射流效率影响的仿真分析[J]. 刘增光,岳大灵,杨桢毅,白桂香. 液压与气动. 2016(10)
博士论文
[1]射流管伺服阀的模型构建与仿真研究[D]. 张颖.西北工业大学 2015
硕士论文
[1]偏转板伺服阀前置级流场建模及结构参数优化[D]. 邢晓文.武汉科技大学 2018
[2]偏转板伺服阀力学特性及正交试验研究[D]. 韩召辉.华中科技大学 2018
[3]偏导射流伺服阀前置级流场仿真与试验研究[D]. 张雨.北京交通大学 2018
[4]射流偏转板伺服阀阀口冲蚀及阀特性变化的仿真研究[D]. 张硕文.兰州理工大学 2017
[5]偏转板射流伺服阀的前置级流场仿真与动态特性研究[D]. 蒋大伟.江苏大学 2016
[6]伺服阀前置级射流流场的气穴仿真与试验研究[D]. 曹俊章.哈尔滨工业大学 2013
[7]电液伺服阀力矩马达动静态特性测试系统的研制[D]. 李成成.哈尔滨工业大学 2013
[8]添加磁流体的力矩马达静态特性研究[D]. 方振刚.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3511335
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