在液压技术领域中滑阀的阀芯和阀体,柱塞泵的柱塞和缸孔,液压缸的缸筒和活塞等运动副之间具有数微米至数十微米的圆柱面滑动配合间隙,以实现导向、密封等功能。当工作介质中掺杂的与间隙尺寸相当的微米敏感固体颗粒物进入配合间隙后,将造成运动副的磨损,同时会出现运动卡滞现象。固体颗粒物诱发的污染卡滞是液压系统中最常见的故障之一,将引起液压件的流体控制性能劣化、功能丧失,液压系统的稳定性、安全性和可靠性严重下降等一系列问题。因此,从微观层面研究固体颗粒物诱发滑动件污染卡滞的作用机制,对提升液压元件的性能具有深远意义。本论文以液压滑阀配合间隙作为研究对象,运用COMSOL Multiphysics仿真软件对单个固体微米颗粒与配合间隙流场进行二维耦合建模,调用流固耦合模块,运用移动网格的任意拉格朗日-欧拉方法,对微米颗粒在间隙内的运动过程进行流固耦合仿真计算。计算结果表明:在滑阀配合间隙中,单个微米颗粒的运动轨迹偏离中心轴线出现上下波动,同时伴随着旋转运动现象。在非理想的滑阀间隙形貌下,由于固体微米颗粒外形不规则及颗粒的旋转运动现象,当阀芯与阀体相对运动时,可能使颗粒外形界面同时与阀芯、阀体表面相接触,迫使自由颗粒截留在间隙中,成为阀芯运动的滞卡因子,诱发滑阀卡滞。固体微米颗粒及均压槽的结构等因素会影响颗粒的运动轨迹,主要影响颗粒在均压槽内的最大径向位移。为了提高研究的可信度,设计出滑阀间隙内固体微米颗粒运移的可视化试验方案及装置,并进行了初步试验研究。本论文的主要内容如下:第一章,阐述污染固体颗粒物诱发滑阀阀芯运动卡滞的学术研究背景及意义;介绍滑阀阀芯卡滞故障对液压系统的危害,并简述诱发滑阀阀芯卡滞的因素和减小卡滞的理论预防措施;概述液压滑阀阀芯卡滞问题的国内外研究现状。第二章,简述污染颗粒物滞卡滑阀阀芯的理论机制;介绍COMSOL多物理场仿真软件的重要功能、内置模块及适用求解对象;概述流固耦合的基本概念;阐述研究流固耦合问题时常用的三种描述方式。第三章,建立滑阀配合间隙与单个固体微米颗粒的二维耦合计算模型,调用COMSOL多物理场仿真软件中的流固耦合模块,运用ALE移动网格法,以间隙流场为流体域,微米颗粒为固体域,仿真模拟单个微米颗粒在间隙内的运动过程,获得颗粒的运动轨迹,并发现颗粒在滑阀间隙中存在旋转运动现象,此现象从微观层面为固体颗粒诱发滑阀卡滞的机理提供了新的解释。第四章,建立含有均压槽的滑阀配合间隙与固体微米颗粒的二维耦合计算模型,探索均压槽的形状、深度和个数,以及颗粒的形状、大小和数量对间隙内单个微米颗粒运动特征的影响。第五章,设计滑阀间隙内固体微米颗粒运移的可视化试验方案,研制出合理的试验装置,进行初步试验观测。