滑阀间隙中单个微米颗粒物旋转现象的研究
发布时间：2021-10-08 00:06
在液压技术领域中滑阀的阀芯和阀体,柱塞泵的柱塞和缸孔,液压缸的缸筒和活塞等运动副之间具有数微米至数十微米的圆柱面滑动配合间隙,以实现导向、密封等功能。当工作介质中掺杂的与间隙尺寸相当的微米敏感固体颗粒物进入配合间隙后,将造成运动副的磨损,同时会出现运动卡滞现象。固体颗粒物诱发的污染卡滞是液压系统中最常见的故障之一,将引起液压件的流体控制性能劣化、功能丧失,液压系统的稳定性、安全性和可靠性严重下降等一系列问题。因此,从微观层面研究固体颗粒物诱发滑动件污染卡滞的作用机制,对提升液压元件的性能具有深远意义。本论文以液压滑阀配合间隙作为研究对象,运用COMSOL Multiphysics仿真软件对单个固体微米颗粒与配合间隙流场进行二维耦合建模,调用流固耦合模块,运用移动网格的任意拉格朗日-欧拉方法,对微米颗粒在间隙内的运动过程进行流固耦合仿真计算。计算结果表明:在滑阀配合间隙中,单个微米颗粒的运动轨迹偏离中心轴线出现上下波动,同时伴随着旋转运动现象。在非理想的滑阀间隙形貌下,由于固体微米颗粒外形不规则及颗粒的旋转运动现象,当阀芯与阀体相对运动时,可能使颗粒外形界面同时与阀芯、阀体表面相接触,迫...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.1.1 液压滑阀
1.1.2 滑阀阀芯运动卡滞现象概述
1.2 滑阀卡滞的国内外研究现状
1.2.1 滑阀卡滞国内研究现状
1.2.2 滑阀卡滞国外研究现状
1.3 论文主要内容
第2章 固体颗粒卡滞滑阀理论与数值研究方法
2.1 污染固体颗粒物卡滞滑阀理论
2.1.1 固体污染颗粒物概述
2.1.2 固体颗粒物致阀卡滞理论机制
2.2 数值研究方法
2.2.1 流固耦合概述
2.2.2 流固耦合问题的描述方法
2.2.3 流固耦合控制方程
2.3 COMSOLMultiphysics软件简介
2.4 本章小结
第3章 单个微米颗粒卡滞滑阀的微观机制
3.1 计算模型及仿真条件的设置
3.1.1 计算模型的建立
3.1.2 网格剖分
3.1.3 计算模型的流态判定
3.1.4 计算条件的设置
3.1.5 边界条件的设置
3.2 计算结果与分析
3.2.1 单个方形微米颗粒计算结果及分析
3.2.2 单个矩形微米颗粒计算结果及分析
3.2.3 单个圆形微米颗粒计算结果及分析
3.3 两个矩形微米颗粒的运动特征
3.4 本章小结
第4章 滑阀间隙中单个微米颗粒运动轨迹的影响因素
4.1 均压槽
4.2 含矩形均压槽滑阀间隙内微米颗粒的运动特征
4.2.1 计算模型的建立
4.2.2 网格划分
4.2.3 计算条件的设置
4.2.4 计算结果及分析
4.3 均压槽形状对运动轨迹的影响
4.4 均压槽深度对运动轨迹的影响
4.5 均压槽个数对运动轨迹的影响
4.6 微米颗粒结构对运动轨迹的影响
4.6.1 微米颗粒大小对运动轨迹的影响
4.6.2 微米颗粒长宽比对运动轨迹的影响
4.6.3 微米颗粒形状对运动轨迹的影响
4.7 矩形均压槽间隙内两个微米颗粒的运动特征
4.8 油液粘度对运动轨迹的影响
4.9 本章小结
第5章 滑阀间隙中固体颗粒运移的可视化试验设计
5.1 试验方案
5.1.1 试验设计基本思路
5.1.2 试验设计基本原理
5.2 初步试验模型的设计
5.3 颗粒注入系统的设计
5.4 初步试验固体颗粒
5.5 初步试验装置
5.6 初步试验现象
5.7 本章小结
总结与展望
1 总结
2 展望
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
附录B 专利申请情况
附录C 参与的主要科研项目与实践
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于COMSOL的滑阀流固耦合共轭传热仿真研究[J]. 陈晓明,冀宏,张硕文,刘新强,杨旭博,崔腾霞. 液压与气动. 2017(05)
[2]液压滑阀配合间隙的卡紧敏感性研究[J]. 刘志强,郑长松,张小强,范家辉,高震. 机床与液压. 2017(03)
[3]液压系统污染解决方案探析[J]. 水剑虹. 工业技术创新. 2016(05)
[4]含污染颗粒液压滑阀不同间隙的流场与泄漏研究[J]. 范家辉,郑长松,张小强,刘志强,陈飞. 润滑与密封. 2016(09)
[5]均压槽对滑阀配合间隙内固体颗粒分布的影响[J]. 赵春玲,刘新强,冀宏,王金林. 甘肃科学学报. 2016(02)
[6]基于Fluent多相流液压滑阀阀芯摩擦力仿真分析[J]. 陈大为,万熠,蔡玉奎,刘战强. 机床与液压. 2016(01)
[7]农业机械液压油的污染与预防[J]. 徐秀春. 山东农机化. 2015(04)
[8]液压滑阀污染卡紧及滤饼形成机制研究[J]. 郑长松,葛鹏飞,李芸辉,耿德宁. 润滑与密封. 2014(08)
[9]液压滑阀阀芯卡紧力研究[J]. 张俊俊,刘罡,王江勇. 机床与液压. 2014(13)
[10]不同结构均压槽间隙流场特性分析[J]. 罗文,傅连东,苏杰. 液压与气动. 2014(07)
博士论文
[1]油液污染颗粒沉降及自洁过滤系统研究[D]. 崔丽琴.中国矿业大学（北京） 2012
[2]固体颗粒杂质影响活塞环—缸套润滑、磨损的理论及试验装备研究[D]. 杨晓京.浙江大学 2008
硕士论文
[1]液压滑阀间隙热形变与污染颗粒分布的仿真研究[D]. 陈晓明.兰州理工大学 2017
[2]液压滑阀卡紧、泄漏仿真和试验研究[D]. 陈大为.山东大学 2015
[3]液压滑阀内部结构变形与流量泄漏研究[D]. 荣刚.浙江大学 2015
[4]液压滑阀热力耦合形变与污染卡滞机制的研究[D]. 刘新强.兰州理工大学 2013
[5]航空液压阀污染敏感度试验研究[D]. 赵树炳.北京化工大学 2009
[6]航空液压阀污染敏感度测试系统研制[D]. 吴小霞.北京化工大学 2007
[7]阀芯阀套间缝隙内部流场的CFD计算[D]. 刘李平.太原理工大学 2007
[8]液压换向阀阀芯卡紧的分析研究[D]. 王志良.吉林大学 2005
本文编号：3423044
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.1.1 液压滑阀
1.1.2 滑阀阀芯运动卡滞现象概述
1.2 滑阀卡滞的国内外研究现状
1.2.1 滑阀卡滞国内研究现状
1.2.2 滑阀卡滞国外研究现状
1.3 论文主要内容
第2章 固体颗粒卡滞滑阀理论与数值研究方法
2.1 污染固体颗粒物卡滞滑阀理论
2.1.1 固体污染颗粒物概述
2.1.2 固体颗粒物致阀卡滞理论机制
2.2 数值研究方法
2.2.1 流固耦合概述
2.2.2 流固耦合问题的描述方法
2.2.3 流固耦合控制方程
2.3 COMSOLMultiphysics软件简介
2.4 本章小结
第3章 单个微米颗粒卡滞滑阀的微观机制
3.1 计算模型及仿真条件的设置
3.1.1 计算模型的建立
3.1.2 网格剖分
3.1.3 计算模型的流态判定
3.1.4 计算条件的设置
3.1.5 边界条件的设置
3.2 计算结果与分析
3.2.1 单个方形微米颗粒计算结果及分析
3.2.2 单个矩形微米颗粒计算结果及分析
3.2.3 单个圆形微米颗粒计算结果及分析
3.3 两个矩形微米颗粒的运动特征
3.4 本章小结
第4章 滑阀间隙中单个微米颗粒运动轨迹的影响因素
4.1 均压槽
4.2 含矩形均压槽滑阀间隙内微米颗粒的运动特征
4.2.1 计算模型的建立
4.2.2 网格划分
4.2.3 计算条件的设置
4.2.4 计算结果及分析
4.3 均压槽形状对运动轨迹的影响
4.4 均压槽深度对运动轨迹的影响
4.5 均压槽个数对运动轨迹的影响
4.6 微米颗粒结构对运动轨迹的影响
4.6.1 微米颗粒大小对运动轨迹的影响
4.6.2 微米颗粒长宽比对运动轨迹的影响
4.6.3 微米颗粒形状对运动轨迹的影响
4.7 矩形均压槽间隙内两个微米颗粒的运动特征
4.8 油液粘度对运动轨迹的影响
4.9 本章小结
第5章 滑阀间隙中固体颗粒运移的可视化试验设计
5.1 试验方案
5.1.1 试验设计基本思路
5.1.2 试验设计基本原理
5.2 初步试验模型的设计
5.3 颗粒注入系统的设计
5.4 初步试验固体颗粒
5.5 初步试验装置
5.6 初步试验现象
5.7 本章小结
总结与展望
1 总结
2 展望
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
附录B 专利申请情况
附录C 参与的主要科研项目与实践
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于COMSOL的滑阀流固耦合共轭传热仿真研究[J]. 陈晓明,冀宏,张硕文,刘新强,杨旭博,崔腾霞. 液压与气动. 2017(05)
[2]液压滑阀配合间隙的卡紧敏感性研究[J]. 刘志强,郑长松,张小强,范家辉,高震. 机床与液压. 2017(03)
[3]液压系统污染解决方案探析[J]. 水剑虹. 工业技术创新. 2016(05)
[4]含污染颗粒液压滑阀不同间隙的流场与泄漏研究[J]. 范家辉,郑长松,张小强,刘志强,陈飞. 润滑与密封. 2016(09)
[5]均压槽对滑阀配合间隙内固体颗粒分布的影响[J]. 赵春玲,刘新强,冀宏,王金林. 甘肃科学学报. 2016(02)
[6]基于Fluent多相流液压滑阀阀芯摩擦力仿真分析[J]. 陈大为,万熠,蔡玉奎,刘战强. 机床与液压. 2016(01)
[7]农业机械液压油的污染与预防[J]. 徐秀春. 山东农机化. 2015(04)
[8]液压滑阀污染卡紧及滤饼形成机制研究[J]. 郑长松,葛鹏飞,李芸辉,耿德宁. 润滑与密封. 2014(08)
[9]液压滑阀阀芯卡紧力研究[J]. 张俊俊,刘罡,王江勇. 机床与液压. 2014(13)
[10]不同结构均压槽间隙流场特性分析[J]. 罗文,傅连东,苏杰. 液压与气动. 2014(07)
博士论文
[1]油液污染颗粒沉降及自洁过滤系统研究[D]. 崔丽琴.中国矿业大学（北京） 2012
[2]固体颗粒杂质影响活塞环—缸套润滑、磨损的理论及试验装备研究[D]. 杨晓京.浙江大学 2008
硕士论文
[1]液压滑阀间隙热形变与污染颗粒分布的仿真研究[D]. 陈晓明.兰州理工大学 2017
[2]液压滑阀卡紧、泄漏仿真和试验研究[D]. 陈大为.山东大学 2015
[3]液压滑阀内部结构变形与流量泄漏研究[D]. 荣刚.浙江大学 2015
[4]液压滑阀热力耦合形变与污染卡滞机制的研究[D]. 刘新强.兰州理工大学 2013
[5]航空液压阀污染敏感度试验研究[D]. 赵树炳.北京化工大学 2009
[6]航空液压阀污染敏感度测试系统研制[D]. 吴小霞.北京化工大学 2007
[7]阀芯阀套间缝隙内部流场的CFD计算[D]. 刘李平.太原理工大学 2007
[8]液压换向阀阀芯卡紧的分析研究[D]. 王志良.吉林大学 2005
本文编号：3423044
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3423044.html
