液压滑阀内部结构变形与流量泄漏研究

发布时间：2017-06-20 19:11

  本文关键词：液压滑阀内部结构变形与流量泄漏研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：液压阀是液压控制系统中的关键元件,滑阀式结构因导向性好、阀口无冲击、安装方便等优点在液压领域有着广泛的运用。节能环保是时代发展的主题,但滑阀配合间隙之间的泄漏问题却一直存在,过大的泄漏量不但造成能量损失,对于执行机构的运动特性也影响重大。本文主要针对液压滑阀阀体阀芯间隙泄漏模型,在不考虑阀体阀芯变形的情况下对间隙泄漏量的计算公式进行数值仿真验算,其次,采用双向流固耦合技术,在相同条件下研究了由油液压力引起的阀体阀芯变形,及对泄漏量的影响并得到其计算公式,为液压元件的设计和结构改进提供理论基础。总体来说,本文的研究内容主要包括以下几个部分：1.阐述了本课题的研究背景和研究意义,对目前国内外间隙流动运动规律和间隙泄漏量计算的研究现状进行了分析,针对目前研究现状存在的不足,提出本课题的研究内容和研究方案。2.基于弹塑性理论提出阀体阀芯形变量计算方法和间隙泄漏量的计算公式,为仿真研究做理论基础。在平行平板间隙流泄漏量计算方法的基础上,推导了不考虑液压滑阀阀体阀芯变形的环形间隙泄漏量公式。提出了液压滑阀阀体阀芯间隙受油压压力变形后,阀体阀芯形变量计算方法和间隙泄漏量的计算公式。3.搭建ANSYS Workbench数值仿真平台,阐明仿真研究的过程和方法。给出了计算流体力学和计算固体力学的基本方程,简述了双向流固耦合的理论基础和实现方式,搭建了可用于双向流固耦合分析和单独流场分析的ANSYS Workbench数值仿真平台,建立了基本结构参数下的仿真模型。4.对比研究不考虑阀体阀芯变形的间隙流动流体数值计算与考虑阀体阀芯变形的双向流固耦合数值计算,分析间隙流场的压力分布情况,油液压力所引起的阀体和阀芯形变量,及其对泄漏量的影响。针对各种不同的影响因素,通过数值仿真值与理论计算值的对比研究,验证了所提出的理论计算公式的适用性。5.总结归纳了本文的主要研究工作,并对后续的研究做出思考和展望。
【关键词】：液压滑阀 结构变形 内泄漏 双向流固耦合 间隙流动 数值模拟
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH137.52
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 绪论10-21
• 1.1 研究背景与意义10-12
• 1.1.1 研究背景10-12
• 1.1.2 研究意义12
• 1.2 液压滑阀简介12-16
• 1.2.1 液压滑阀的分类13-14
• 1.2.2 滑阀结构在液压系统中的应用14-16
• 1.3 课题研究现状16-20
• 1.3.1 国内研究现状16-18
• 1.3.2 国外研究现状18-20
• 1.4 课题的提出20
• 1.5 本章小结20-21
• 2 环形间隙泄漏的理论研究21-33
• 2.1 液压元件的泄漏形式21-22
• 2.2 环形间隙流态选择22-24
• 2.3 不考虑变形时的泄漏量分析24-28
• 2.3.1 平行平板间隙流理论计算24-26
• 2.3.2 环形间隙流理论计算26-28
• 2.4 考虑变形时的泄漏量分析28-32
• 2.4.1 结构变形理论28-31
• 2.4.2 泄漏量理论计算31-32
• 2.5 本章小结32-33
• 3 数值仿真模型与方法33-49
• 3.1 流场仿真概述33-37
• 3.1.1 计算流体力学概述33-35
• 3.1.2 计算流体力学基本方程35-37
• 3.2 流固耦合运算基础37-41
• 3.2.1 流固耦合的定义37
• 3.2.2 计算固体力学基本方程37-38
• 3.2.3 双向流固耦合简介38-41
• 3.3 数值模拟仿真平台41-48
• 3.3.1 模拟仿真平台的建立41-43
• 3.3.2 模型建立与网格划分43-45
• 3.3.3 边界类型和假定条件45-46
• 3.3.4 参数设置与计算46-48
• 3.4 本章小结48-49
• 4 结构变形与泄漏的仿真研究49-83
• 4.1 仿真研究方案49-50
• 4.2 数据采集及分析50-82
• 4.2.1 压差因素研究50-56
• 4.2.2 顺锥因素研究56-62
• 4.2.3 倒锥因素研究62-68
• 4.2.4 阀体阀芯间隙高度因素研究68-72
• 4.2.5 阀体阀芯间隙长度因素研究72-77
• 4.2.6 阀芯直径因素研究77-82
• 4.3 本章小结82-83
• 5 工作总结与展望83-85
• 5.1 工作总结83-84
• 5.2 工作展望84-85
• 参考文献85-90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 路甬祥;流体传动与控制技术的历史进展与展望[J];机械工程学报;2001年10期

2 邢景棠,周盛,崔尔杰;流固耦合力学概述[J];力学进展;1997年01期

3 陈虹微;液压卡紧的影响因素及诊断和防治[J];煤矿机电;2005年04期

4 罗艳蕾;邱雪;陈伦军;;基于Fluent多路阀中压力补偿阀流场的仿真分析[J];机床与液压;2012年21期

5 刘小兵;刘德民;曾永忠;王辉艳;;基于流固耦合的水轮机振动的数值研究[J];水动力学研究与进展A辑;2008年06期

6 吴大转;许斌杰;武鹏;李志峰;王乐勤;;多级离心泵内部间隙流动与泄漏损失[J];浙江大学学报(工学版);2011年08期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 郝鹏;液压挖掘机动力系统匹配及节能控制研究[D];中南大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 罗威;液压缸间隙密封流场下支承环的流固耦合分析[D];武汉科技大学;2012年

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本文编号：466616