铸造缺陷对液压阀体强度影响的研究

发布时间：2017-09-09 20:34

  本文关键词：铸造缺陷对液压阀体强度影响的研究

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【摘要】：液压元件作为高负荷的精密机械,不仅要实现精准的液压传动和控制,而且要承受多变的高压负载,这对液压元件的质量要求非常高。液压铸件是高端液压元件的基础,是制约我国液压基础件发展的一大瓶颈,铸件质量的优劣决定了整个液压元件的性能,开展铸造缺陷对液压阀体强度影响的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。本文采用理论分析和数值计算相结合的研究方法,针对一联液压阀体和两联多路阀的铸造缺陷形成过程及其对铸件强度的影响进行了深入研究。第一章,阐述了铸造缺陷对阀体强度影响的背景和意义;叙述了液压阀体常见的铸造缺陷、阀体承受的载荷以及阀体失效的原因;概述了国内外关于阀体铸造缺陷和阀体强度方面的研究现状和存在问题。第二章,概述了浇注系统的设计方法;介绍了铸造过程的模拟环境;采用PROCAST软件针对一联液压阀体的铸造充型和凝固过程进行数值模拟,分析了不同浇注温度、不同铸件材料对铸造缺陷的影响,并改进了阀体结构,对比分析了改进前后阀体铸造缺陷的不同,从铸造缺陷不同的角度寻求阀体最优结构以及合适的浇注温度和铸件材料;运用一联液压阀体所确定的合适的材料和浇注温度对两联的多路阀阀体铸造充型和凝固过程进行数值模拟,预测铸造缺陷产生的位置。第三章,采用PROCAST后处理软件量取铸造缺陷的大小,利用三维建模软件将铸造缺陷人工建立在液压阀体中,针对一联液压阀体,利用Workbench软件计算理想阀体和带有缩孔的阀体在不同压力下的强度,分析铸造缺陷对阀体强度的影响规律,对深入认识阀体强度和液压阀可靠性设计与研发具有重要的指导意义。第四章,介绍了装载机用多路阀的工作原理;分析了多路阀在不同工况时的流场分布,并将计算结果导入Workbench中采用流固耦合的方法对不同工况下的多路阀阀体强度进行数值计算,对比分析了理想阀体和带有铸造缩孔的阀体应力值,捕获了阀体结构比较薄弱的位置,并揭示了铸造缺陷对阀体强度的削弱规律。最后,对本论文主要的研究工作和成果进行了总结,对本研究中仍需要不断完善和进一步研究的内容做了展望。
【关键词】：液压阀 铸造缺陷 孔隙率 流固耦合 阀体强度
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH137.51;TG24
【目录】：

• 摘要7-8
• ABSTRACT8-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 课题研究的背景和意义10-14
• 1.1.1 液压阀体铸件概述10-11
• 1.1.2 液压阀体常见铸造缺陷11-12
• 1.1.3 液压阀体承受的载荷12
• 1.1.4 液压阀体失效分析12-14
• 1.2 国内外关于液压阀体铸造及结构强度的研究现状14-17
• 1.2.1 关于液压阀体铸造的研究现状分析14-15
• 1.2.2 关于液压阀体结构强度的研究现状分析15-17
• 1.3 论文主要内容17-19
• 第2章 液压阀体铸造过程的数值模拟19-35
• 2.1 液压阀体几何模型及浇注系统设计19-23
• 2.1.1 液压阀体几何模型19-20
• 2.1.2 浇注系统概述20
• 2.1.3 液压阀体浇注系统设计20-23
• 2.2 铸造过程模拟软件及数学模型23-24
• 2.2.1 铸造模拟软件ProCAST简介23
• 2.2.2 铸造过程数学模型23-24
• 2.3 一联液压阀体铸造过程的数值模拟24-31
• 2.3.1 阀体铸造缺陷形成的数值模拟25-28
• 2.3.2 浇注温度对铸造缺陷的影响28-29
• 2.3.3 材料对铸造缺陷的影响29-30
• 2.3.4 阀体结构改进30
• 2.3.5 改进后阀体铸造缺陷形成的数值模拟30-31
• 2.4 两联液压阀体铸造过程的数值模拟31-34
• 2.4.1 两联液压阀体铸造系统模型31
• 2.4.2 网格划分和计算条件31-32
• 2.4.3 结果分析32-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第3章 基于铸造缺陷的液压阀体强度计算35-42
• 3.1 改进前液压阀体强度计算与分析35-38
• 3.1.1 改进前理想液压阀体强度计算与分析35-36
• 3.1.2 改进前含有缩孔的液压阀体强度计算与分析36-38
• 3.2 改进后液压阀体强度计算与分析38-40
• 3.2.1 改进后理想液压阀体强度计算与分析38-39
• 3.2.2 改进后含有缩孔的液压阀体强度计算与分析39-40
• 3.3 本章小结40-42
• 第4章 基于单向流固耦合的多路阀阀体强度分析42-57
• 4.1 流固耦合基础42-43
• 4.2 多路阀工作原理43-44
• 4.3 铲斗上转工况44-52
• 4.3.1 理想多路阀的流场仿真分析44-47
• 4.3.2 理想多路阀阀体的单向流固耦合计算47-50
• 4.3.3 含有缩孔的多路阀流场仿真分析50-52
• 4.3.4 含有缩孔多路阀阀体的单向流固耦合计算52
• 4.4 动臂提升工况52-55
• 4.4.1 理想多路阀的流场仿真分析52-54
• 4.4.2 理想多路阀阀体的单向流固耦合计算54-55
• 4.4.3 带有缩孔的多路阀阀体单向流固耦合计算55
• 4.5 本章小结55-57
• 总结与展望57-59
• 1 总结57-58
• 2 展望58-59
• 参考文献59-64
• 致谢64-65
• 附录A 攻读硕士学位期间发表及录用学术论文65-66
• 附录B 专利申请情况66-67
• 附录C 科研项目与实践67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 尹升;龚进;官通;;基于流固耦合的多路阀斗杆联强度分析[J];计算机仿真;2014年12期

2 李彬;屈盛官;赵晓华;谭四同;李小强;;整体式多路阀阀体铸造过程的数值模拟研究[J];铸造;2014年10期

3 王守仁;刘延利;朱艳华;郭培全;王敏;;液压多路阀灰铸铁阀体材料组织与性能研究[J];机床与液压;2014年05期

4 文厚林;申荣华;吴彦文;;大型整体式多路阀阀体凝固过程模拟及工艺优化[J];铸造技术;2014年01期

5 王守仁;刘延利;朱艳华;郭培全;王敏;;液压多路阀蠕铁阀体铸造工艺与微观组织分析[J];热加工工艺;2014年01期

6 王守仁;刘延利;朱艳华;郭培全;王敏;;液压铸铁阀体材料微观组织与力学性能分析[J];铸造技术;2013年10期

7 王智平;王喜玉;冯力;;消失模铸造阀类铸件浇注系统研究[J];铸造技术;2013年08期

8 陈齐平;舒红宇;方文强;何联格;杨茂举;;Fluid structure interaction for circulation valve of hydraulic shock absorber[J];Journal of Central South University;2013年03期

9 Chao XIONG;Yingche MA;Bo CHEN;Kui LIU;Yiyi LI;;Modeling of Filling and Solidification Process for TiAl Exhaust Valves During Suction Casting[J];Acta Metallurgica Sinica(English Letters);2013年01期

10 余立华;林少辉;;利用SLS技术烧制复杂液压阀体砂芯[J];特种铸造及有色合金;2012年09期

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本文编号：822632