基于AMEsim与STAR CCM联合仿真的电液比例溢流阀模型研究

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得益于计算机、微电子、自动控制、通信技术等新技术的高速发展,CFD技术以其特有的便捷高效、低成本等显著优势被大量应用于流体流场的分析与相关产品的设计。应用CFD技术分析流场问题极大地方便了对控制阀的研究,契合了现代工程对液压控制系统的控制精度的高要求的趋势。电液比例控制系统是常见的一种液压控制系统,被广泛应用于工农业领域中,其中,电液比例溢流阀是电液比例控制系统的至关重要的一环,其控制水平的高低直接决定了系统工作性能的好坏。为了满足工业升级及提高控制阀的控制精度的需求,本文采用AMEsim与STAR CCM软件联合仿真来研究先导式电液比例溢流阀的模型特性,为提升控制阀的工作性能提供数据支持,主要做了如下工作:(1)构建了电液比例溢流阀的数学模型,分析了液动力形成的机理以及明确了液动力的理论计算公式以及数值计算方法。简述了CFD数值计算的原理及相关的数学理论;建立滑阀流场特性的计算模型。(2)创建了滑阀节流区域的协同仿真模型合独立仿真模型,理论分析液压油流经节流口的内部流场特性,重点研究了不同模型下稳态液动力的差异,分析了联仿模型中,流量系数、压降、阀口开度、入口射流角等不同物理量之间的关系。(3)搭建试验台架验证联合仿真模型相对于独仿模型的精确性。结果表明,联仿模型相比于独仿模型与试验数据拟合程度更高。同时也探讨了稳态液动力的补偿。基于联合仿真模型数据和试验数据,验证了在阀芯均压槽上设计涡轮叶片形状结构来对轴向稳态液动力进行补偿方法,优化滑阀对压力控制精度提升效果。结果表明,优化后的滑阀对稳态液动力的补偿有效。
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