液压滑阀热力耦合形变与污染卡滞机制的研究

发布时间：2017-11-26 17:08

  本文关键词：液压滑阀热力耦合形变与污染卡滞机制的研究

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【摘要】：液压阀的可靠性直接影响或决定了整个液压系统的可靠性。液压滑阀是一种普遍的阀结构,但滑阀阀芯和阀孔间配合间隙较小(一般为数微米左右),在实际使用过程中会出现卡滞问题。由此导致系统性能变化或失效。本文运用理论分析和数值计算相结合的研究方法,针对液压滑阀因热力耦合形变和污染而卡滞的问题进行了深入的研究,计算结果表明：热力耦合作用下阀芯、阀体内温度分布不均匀,阀芯、阀体受节流温升和液压力影响局部变形较大；固体颗粒污染物在阀内分布不均,局部存在聚集现象,颗粒的流动和分布受到阀口形式、开度、颗粒密度、颗粒粒径和油液粘度等因素的影响。 阐述了液压滑阀阀芯卡滞研究的背景和意义；概述了国内外关于液压阀阀芯卡滞—热力耦合形变和污染卡滞的研究现状和存在的问题；概括了本文的主要研究内容。 介绍了热力耦合形变理论和液压阀污染卡滞理论,讨论液压阀中温升的主要来源以及材料和零件随温度和力的变化情况并分析固体颗粒污染物产生和污染致卡滞的物理过程。 在对某整体式多路阀油路分析的基础上建立了流域仿真模型,利用ANSYS WORKBENCH对多路阀回转单独动作时进行了流固耦合(FSI)分析,得到了阀体在热力耦合作用下的应力应变情况。计算阀体疲劳强度的以及利用AWB中的Design Explorer模块,通过参数化简化建模对典型的液压滑阀进行了优化设计和基于六西格玛理论的可靠性分析。 利用FLUENT中的多相流模型,对全周开口和非全周开口滑阀内颗粒污染物的运动及分布进行了仿真,分析随着阀口开度的变化颗粒物在阀内的分布规律。对液压阀在多种颗粒(颗粒群)下的固液两相流、液压阀内气液固三相流以及污染颗粒对阀内温度场的影响进行了仿真计算分析。对带配合间隙的液压滑阀内进行了固液两相流数值模拟,探讨了固体颗粒诱发溢流阀调压失效的作用机制,提出一种抗污染新结构。 本文基于ANSYS WORKBENCH、FLUENT仿真软件,对液压滑阀因热力耦合形变和油液污染而卡滞的问题进行了数值仿真研究,研究结果为高可靠性液压阀的设计提供了参考依据和指导。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH137.5

【参考文献】

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本文编号：1230510