液压滑阀内部结构变形与流量泄漏研究

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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。
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