基于FLUENT高响应大流量节流阀流动分析和结构改进

发布时间：2017-07-04 14:19

  本文关键词：基于FLUENT高响应大流量节流阀流动分析和结构改进

  更多相关文章： 大流量 高响应 过流面积 FLUENT 改进

【摘要】：大流量高响应节流阀是液压节流阀中比较特殊的一种,因为特殊的性质,被广泛应用到操控精确,反应速度快的场合中,如：快速压铸机,尤其是军工和精密控制等方面。本文结合某种型号的飞机转向系统的液压原理系统图,其中高响应大流量节流阀在整个液压系统中起到了关键性的作用。运用理论研究的方法研究了高响应大流量节流阀的一些性质,通过CFD计算机仿真模拟技术对节流阀流动性特性进行了研究。对仿真模拟的结果进行分析和总结,提出节流阀结构改进的建议。 首先,分析了节流阀的工作原理；节流阀一些流动性质,包括节流阀的增益,液阻特性,影响阀芯运动的液阻力等；介绍了典型节流阀过流面积的计算方法,为本课题研究的高响应大流量节流阀主级的过流面积提供一定的理论依据,在此基础上利用MATHCAD编写程序,并利用AMESim软件在理想状态下对主级和放大级进行阶跃响应的模拟仿真。 其次,结合PROE软件对不同开度大小的主级和不同行程的先导级进行三维实体建模,利用GAMBIT软件,对已经建立的不同模型进行网格划分,边界条件的设定,再导入FLUENT中进行稳态的流动性分析。分析了阀腔压力云图分布,速度云图分布,速度矢量分布,流量大小和液动力的大小。并且通过几何中心分界面对称截面图,局部放大图和阀口不同开度的对比图,直观的反映出先导级和主级内部的流动情况。 最后,在分析节流阀先导级流动特性的基础上,分别对影响先导级快速移动的两个因素,即：进油油孔与阀芯轴线的夹角a,进油油孔和阀芯的作用端面的距离L,提出改进意见,改变进油油孔与阀芯轴线的夹角a的大小和进油油孔和阀芯的作用端面的距离L的值,利用PROE对不同阀芯轴线的夹角a和不同距离L进行批量化的建模,分别在GAMBIT网格划分之后,再用FLUENT进行的模拟仿真,总结数据,作出表格,制作出折线图,进行对比分析,给出结构改进的结果,结合阶跃响应时间公式对优化的结果经行验证,确定改进的可行性,最终确定改进方案。
【关键词】：大流量 高响应 过流面积 FLUENT 改进
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH134
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 1 绪论15-23
• 1.1 课题研究的背景15-17
• 1.1.1 大流量比例节流阀的发展现状15-16
• 1.1.2 液压控制系统16-17
• 1.2 课题研究的重点问题17-20
• 1.2.1 节流阀的高响应和大流量17-18
• 1.2.2 节流阀的阀芯受力18-19
• 1.2.3 节流阀气穴问题19-20
• 1.2.4 节流阀结构改进20
• 1.3 课题研究的目标和意义20-21
• 1.4 课题研究的内容21
• 1.5 本章小结21-23
• 2 大流量高响应节流阀23-35
• 2.1 节流阀的类别23
• 2.2 阀的结构和工作原理23-26
• 2.2.1 阀的组成23-24
• 2.2.2 阀的的工作原理24-25
• 2.2.3 三维模型25-26
• 2.3 节流阀主级过流面积形式和计算26-34
• 2.3.1 典型节流槽阀口面积形式26-30
• 2.3.2 三类经典节流阀过流面积推导算法30-34
• 2.4 本章小结34-35
• 3 节流阀的流动性分析35-49
• 3.1 节流阀的一般特性35-39
• 3.1.1 节流阀的增益35-37
• 3.1.2 节流阀的液阻特性37-39
• 3.2 节流阀的力学特性39-40
• 3.2.1 节流阀液动力39-40
• 3.3 基于AMEsim的节流阀动态特性的研究40-48
• 3.3.1 数学建模及仿真分析41
• 3.3.2 放大级建模及仿真分析41-43
• 3.3.3 主级建模及仿真分析43-48
• 3.4 本章小结48-49
• 4 基于FLUENT节流阀流动性仿真分析49-71
• 4.1 流动仿真基础49-52
• 4.1.1 计算流体力学简介49
• 4.1.2 CDF的计算方法49-52
• 4.1.3 流动仿真步骤52
• 4.2 先导级的FLUENT仿真52-64
• 4.2.1 先导级的建模和网格划分52-54
• 4.2.2 仿真的设定54-55
• 4.2.3 稳态液动力仿真结果分析55-59
• 4.2.4 流量仿真结果分析59-63
• 4.2.5 先导阀响应计算63-64
• 4.3 主级的FLUENT仿真64-70
• 4.3.1 主级的建模和网格划分64-65
• 4.3.2 仿真的设定65
• 4.3.3 压力和速度云图结果65-70
• 4.3.4 流量仿真结果70
• 4.4 本章小结70-71
• 5 节流阀的结构改进71-87
• 5.1 先导级的结构改进71-83
• 5.1.1 先导级结构分析71
• 5.1.2 先导级结构改进流场分析71-83
• 5.2 先导级的仿真结果分析83-85
• 5.2.1 仿真结果的分析83-84
• 5.2.2 响应时间计算84-85
• 5.3 本章小结85-87
• 6 总结及展望87-89
• 6.1 本文总结87
• 6.2 展望87-89
• 参考文献89-93
• 致谢93-95
• 作者简介及研究生阶段主要获奖95

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 林锐,胡俐娟,明仁雄,方健家;PWM高速开关阀的研制与应用[J];阀门;2004年06期

2 付文智,李明哲,崔相吉,裴永生;微型液压换向阀换向过程的动态模拟[J];哈尔滨工业大学学报;2002年04期

3 赵双龙;许长华;魏超;;滑阀稳态液动力的计算和分析[J];火箭推进;2006年03期

4 付永领,宋国彪,裴忠才,王占林;新型直接驱动伺服阀的稳态液动力分析[J];机床与液压;1998年06期

5 高殿荣,王益群;液压锥阀流场的有限元法解析[J];机床与液压;2000年02期

6 王林翔,章明川,方志宏;阀内流道布置对液动力的影响[J];机床与液压;2000年06期

7 朱碧海,刘银水,李壮云,杨友胜;水压节流阀口流量特性的实验研究及水压节流阀的研制[J];机床与液压;2004年05期

8 支剑锋;;工程机械液压阀的气蚀及对策[J];机床与液压;2008年07期

9 王雪红;王桂良;李平化;柳青;;基于Fluent的电液比例阀的数值模拟[J];机械工程师;2008年06期

10 冀宏,傅新,杨华勇;内流道形状对溢流阀气穴噪声影响的研究[J];机械工程学报;2002年08期

，

本文编号：518123