弹簧液压缓冲器内部流场分析

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对弹簧液压式缓冲器内部流场的不了解,在液压阻力系数的选取上不准确,一定程度上制约了弹簧液压式缓冲器的发展。针对火炮后坐时弹簧液压式缓冲器内部流体流动情况,在基于流体动力学理论及实际后坐规律的基础上,采用了Profile文件运动边界驱动、弹簧—光顺方法加网格重构技术一起组成动网格技术,利用Fluent软件建立了合理简化、评估完网格质量后的三维仿真模型,对该型弹簧液压式缓冲器内部流体流动情况进行数值模拟。结果显示了缓冲器内液体流速、压强以及速度矢量的瞬态分布情况,揭示了该弹簧液压式缓冲器内液体流动的规律和特点,为以后弹簧液压式缓冲器的设计及故障分析提供支持。同时在仿真结果基础上,计算拟合了该弹簧液压式缓冲器的总体液压阻力系数,为以后该结构弹簧液压缓冲器的液压阻力系数提供了参考。最后将仿真与试验后得到的最大液压阻力进行对比,误差为10%,仿真结果基本符合要求。考虑到温度对该弹簧液压式缓冲器内部流场的影响,建立了-30℃、20℃、50℃温度下该弹簧液压式缓冲器内部流域的仿真模型并求解。分析结果显示:温度的不同对缓冲器内部流场及其分布影响显著,液压油工作温度的升高导致了后坐流液孔与节制流液孔处的流速减缓、I腔中液压油的压强的减小、以及液压阻力系数K的降低。考虑到后坐流液孔对弹簧液压式缓冲器内部流场的影响,建立了2、3、4个后坐流液孔、4mm、5mm、6mm直径后坐流液孔的该弹簧液压式缓冲器内部流域的仿真模型并求解。分析结果显示:后坐流液孔个数对液压阻力系数K的影响不大,后坐流液孔直径的减小直接导致了液压阻力系数K的增加,并且后坐流液孔的直径愈减小液压阻力系数K的增加效果愈明显。
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