液壓滑閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)變形與流量泄漏研究
本文關(guān)鍵詞:液壓滑閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)變形與流量泄漏研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:液壓閥是液壓控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件,滑閥式結(jié)構(gòu)因?qū)蛐院、閥口無沖擊、安裝方便等優(yōu)點在液壓領(lǐng)域有著廣泛的運用。節(jié)能環(huán)保是時代發(fā)展的主題,但滑閥配合間隙之間的泄漏問題卻一直存在,過大的泄漏量不但造成能量損失,對于執(zhí)行機構(gòu)的運動特性也影響重大。本文主要針對液壓滑閥閥體閥芯間隙泄漏模型,在不考慮閥體閥芯變形的情況下對間隙泄漏量的計算公式進行數(shù)值仿真驗算,其次,采用雙向流固耦合技術(shù),在相同條件下研究了由油液壓力引起的閥體閥芯變形,及對泄漏量的影響并得到其計算公式,為液壓元件的設(shè)計和結(jié)構(gòu)改進提供理論基礎(chǔ)。總體來說,本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個部分:1.闡述了本課題的研究背景和研究意義,對目前國內(nèi)外間隙流動運動規(guī)律和間隙泄漏量計算的研究現(xiàn)狀進行了分析,針對目前研究現(xiàn)狀存在的不足,提出本課題的研究內(nèi)容和研究方案。2.基于彈塑性理論提出閥體閥芯形變量計算方法和間隙泄漏量的計算公式,為仿真研究做理論基礎(chǔ)。在平行平板間隙流泄漏量計算方法的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了不考慮液壓滑閥閥體閥芯變形的環(huán)形間隙泄漏量公式。提出了液壓滑閥閥體閥芯間隙受油壓壓力變形后,閥體閥芯形變量計算方法和間隙泄漏量的計算公式。3.搭建ANSYS Workbench數(shù)值仿真平臺,闡明仿真研究的過程和方法。給出了計算流體力學(xué)和計算固體力學(xué)的基本方程,簡述了雙向流固耦合的理論基礎(chǔ)和實現(xiàn)方式,搭建了可用于雙向流固耦合分析和單獨流場分析的ANSYS Workbench數(shù)值仿真平臺,建立了基本結(jié)構(gòu)參數(shù)下的仿真模型。4.對比研究不考慮閥體閥芯變形的間隙流動流體數(shù)值計算與考慮閥體閥芯變形的雙向流固耦合數(shù)值計算,分析間隙流場的壓力分布情況,油液壓力所引起的閥體和閥芯形變量,及其對泄漏量的影響。針對各種不同的影響因素,通過數(shù)值仿真值與理論計算值的對比研究,驗證了所提出的理論計算公式的適用性。5.總結(jié)歸納了本文的主要研究工作,并對后續(xù)的研究做出思考和展望。
【關(guān)鍵詞】:液壓滑閥 結(jié)構(gòu)變形 內(nèi)泄漏 雙向流固耦合 間隙流動 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】:浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:TH137.52
【目錄】:
- 致謝4-5
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-10
- 1 緒論10-21
- 1.1 研究背景與意義10-12
- 1.1.1 研究背景10-12
- 1.1.2 研究意義12
- 1.2 液壓滑閥簡介12-16
- 1.2.1 液壓滑閥的分類13-14
- 1.2.2 滑閥結(jié)構(gòu)在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用14-16
- 1.3 課題研究現(xiàn)狀16-20
- 1.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀16-18
- 1.3.2 國外研究現(xiàn)狀18-20
- 1.4 課題的提出20
- 1.5 本章小結(jié)20-21
- 2 環(huán)形間隙泄漏的理論研究21-33
- 2.1 液壓元件的泄漏形式21-22
- 2.2 環(huán)形間隙流態(tài)選擇22-24
- 2.3 不考慮變形時的泄漏量分析24-28
- 2.3.1 平行平板間隙流理論計算24-26
- 2.3.2 環(huán)形間隙流理論計算26-28
- 2.4 考慮變形時的泄漏量分析28-32
- 2.4.1 結(jié)構(gòu)變形理論28-31
- 2.4.2 泄漏量理論計算31-32
- 2.5 本章小結(jié)32-33
- 3 數(shù)值仿真模型與方法33-49
- 3.1 流場仿真概述33-37
- 3.1.1 計算流體力學(xué)概述33-35
- 3.1.2 計算流體力學(xué)基本方程35-37
- 3.2 流固耦合運算基礎(chǔ)37-41
- 3.2.1 流固耦合的定義37
- 3.2.2 計算固體力學(xué)基本方程37-38
- 3.2.3 雙向流固耦合簡介38-41
- 3.3 數(shù)值模擬仿真平臺41-48
- 3.3.1 模擬仿真平臺的建立41-43
- 3.3.2 模型建立與網(wǎng)格劃分43-45
- 3.3.3 邊界類型和假定條件45-46
- 3.3.4 參數(shù)設(shè)置與計算46-48
- 3.4 本章小結(jié)48-49
- 4 結(jié)構(gòu)變形與泄漏的仿真研究49-83
- 4.1 仿真研究方案49-50
- 4.2 數(shù)據(jù)采集及分析50-82
- 4.2.1 壓差因素研究50-56
- 4.2.2 順錐因素研究56-62
- 4.2.3 倒錐因素研究62-68
- 4.2.4 閥體閥芯間隙高度因素研究68-72
- 4.2.5 閥體閥芯間隙長度因素研究72-77
- 4.2.6 閥芯直徑因素研究77-82
- 4.3 本章小結(jié)82-83
- 5 工作總結(jié)與展望83-85
- 5.1 工作總結(jié)83-84
- 5.2 工作展望84-85
- 參考文獻85-90
【參考文獻】
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