本文關(guān)鍵詞：液壓錐閥氣穴分析與流場(chǎng)參數(shù)化仿真，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：液壓錐閥作為液壓傳動(dòng)與控制中一種重要的基礎(chǔ)性元件,具有密封性好,過(guò)流能力強(qiáng),響應(yīng)快,抗污染能力強(qiáng),構(gòu)造簡(jiǎn)單等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于液壓系統(tǒng)中。錐閥結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單,但閥內(nèi)流場(chǎng)卻十分復(fù)雜。油液經(jīng)過(guò)閥口時(shí)容易出現(xiàn)漩渦和速度的重新分布,產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象,引起流體噪聲,嚴(yán)重影響和制約了液壓錐閥的應(yīng)用效能。為此,對(duì)液壓錐閥流場(chǎng)模擬及氣穴的研究得到了人們的廣泛關(guān)注,成為閥門(mén)研究的熱點(diǎn)之一,具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。 論文針對(duì)液壓錐閥氣穴問(wèn)題,以外流式簡(jiǎn)化液壓錐閥為研究對(duì)象,運(yùn)用CFD流場(chǎng)數(shù)值模擬方法,研究邊界條件和幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)錐閥氣穴的影響,進(jìn)而尋求合理的邊界條件和結(jié)構(gòu)參數(shù),以減少和抑制氣穴發(fā)生,提高液壓錐閥的使用效能和工作壽命。論文主要包括四個(gè)部分。 (1)在介紹閥門(mén)氣穴相關(guān)理論的基礎(chǔ)上重點(diǎn)分析了FLUENT流場(chǎng)數(shù)值模擬中所采用的湍流模型、多相流氣穴模型和近壁處理模型。 (2)分別采用HyperMesh和ANSYS完成了液壓錐閥流場(chǎng)計(jì)算區(qū)域二維軸對(duì)稱(chēng)模型的前處理,詳細(xì)闡述了操作步驟和過(guò)程,定量給出了HyperMesh劃分網(wǎng)格的質(zhì)量指標(biāo),介紹了FLUENT自適應(yīng)網(wǎng)格的處理方法和實(shí)際應(yīng)用效果。 (3)針對(duì)液壓錐閥閥口噴流的特點(diǎn),采用RNG k-ε湍流模型與氣穴模型,并與雙層區(qū)近壁模型相結(jié)合,應(yīng)用FLUENT對(duì)液壓錐閥流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算和模擬,得到了流場(chǎng)的速度、流線、壓力和氣穴發(fā)生后的氣體體積比分布。結(jié)果表明,在h=1mm,u_1=12m/s,p_0=0.1MPa條件下,氣穴在高速、低壓的閥口區(qū)域出現(xiàn),氣體主要來(lái)自于油液中空氣的分離。通過(guò)大量的仿真測(cè)試,分析了進(jìn)口速度和出口壓力邊界條件,閥口開(kāi)度、閥芯半錐角、進(jìn)口直徑、出口直徑、出口位置、閥口倒角等關(guān)鍵幾何結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)錐閥氣穴的影響特點(diǎn)和規(guī)律,為合理選擇邊界條件和優(yōu)化錐閥結(jié)構(gòu)參數(shù)提供了參考和依據(jù)。(4)從應(yīng)用需求分析出發(fā),提出了基于VB6.0的液壓錐閥流場(chǎng)參數(shù)化仿真軟件總體設(shè)計(jì)方案,通過(guò)各窗體的詳細(xì)設(shè)計(jì)完成了軟件的開(kāi)發(fā),給出了實(shí)現(xiàn)效果。軟件通過(guò)APDL宏文件和Journal宏文件操控ANSYS和FLUENT,實(shí)現(xiàn)了參數(shù)化的液壓錐閥流場(chǎng)分析前處理和流場(chǎng)計(jì)算,有效地融合與集成了流場(chǎng)計(jì)算分析過(guò)程中的各種數(shù)據(jù)和信息,形成了一體化的快速仿真分析平臺(tái),降低了對(duì)操作者專(zhuān)業(yè)軟件技能的要求,大大提高了設(shè)計(jì)分析效率,可廣泛應(yīng)用于錐閥的工程設(shè)計(jì)和仿真測(cè)試。
【關(guān)鍵詞】：液壓錐閥 氣穴 流場(chǎng)模擬 前處理 參數(shù)化仿真
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TH137.52
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 引言11-12
• 1.2 氣穴現(xiàn)象12-13
• 1.3 錐閥氣穴問(wèn)題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 閥門(mén)氣穴研究的國(guó)外現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 閥門(mén)氣穴研究的國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀14-15
• 1.4 課題的研究目的和主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 第2章 閥門(mén)氣穴相關(guān)理論與流場(chǎng)計(jì)算模型16-27
• 2.1 閥門(mén)氣穴的相關(guān)理論16-19
• 2.1.1 氣穴的產(chǎn)生及發(fā)展過(guò)程16-17
• 2.1.2 氣穴指數(shù)17-18
• 2.1.3 閥門(mén)氣穴的危害及抑制措施18-19
• 2.2 FLUENT閥內(nèi)流場(chǎng)計(jì)算模型19-27
• 2.2.1 基本方程20-21
• 2.2.2 湍流模型21-23
• 2.2.3 多相流氣穴模型23-24
• 2.2.4 近壁處理模型24-27
• 第3章 錐閥流場(chǎng)分析前處理27-35
• 3.1 概述27
• 3.2 近壁處理對(duì)網(wǎng)格劃分的要求27-28
• 3.2.1 壁面函數(shù)對(duì)近壁網(wǎng)格的要求27-28
• 3.2.2 雙層區(qū)近壁模型對(duì)近壁網(wǎng)格的要求28
• 3.3 基于HyperMesh的錐閥流場(chǎng)分析前處理28-32
• 3.3.1 HyperMesh簡(jiǎn)介28
• 3.3.2 建模28-30
• 3.3.3 劃分網(wǎng)格30-31
• 3.3.4 定義單元類(lèi)型和關(guān)聯(lián)單元集合31
• 3.3.5 設(shè)定流體邊界31-32
• 3.3.6 輸出FLUENT前處理文件32
• 3.4 基于ANSYS的錐閥流場(chǎng)分析前處理32-33
• 3.3.1 建模32
• 3.3.2 設(shè)置單元類(lèi)型和單元尺寸32
• 3.3.3 劃分網(wǎng)格32-33
• 3.3.4 設(shè)定流體邊界33
• 3.3.5 輸出FLUENT前處理文件33
• 3.5 FLUENT的自適應(yīng)網(wǎng)格33-34
• 3.6 本章小結(jié)34-35
• 第4章 液壓錐閥流場(chǎng)計(jì)算與氣穴分析35-66
• 4.1 概述35
• 4.2 錐閥流場(chǎng)的計(jì)算35-38
• 4.2.1 計(jì)算網(wǎng)格35-36
• 4.2.2 邊界條件36
• 4.2.3 流體屬性36
• 4.2.4 計(jì)算結(jié)果與分析36-38
• 4.3 邊界條件對(duì)錐閥氣穴的影響38-44
• 4.3.1 進(jìn)口速度對(duì)氣穴的影響38-41
• 4.3.2 出口壓力對(duì)氣穴的影響41-44
• 4.4 幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)錐閥氣穴的影響44-65
• 4.4.1 閥口開(kāi)度對(duì)氣穴的影響44-49
• 4.4.2 閥芯半錐角對(duì)氣穴的影響49-53
• 4.4.3 進(jìn)口直徑對(duì)氣穴的影響53-55
• 4.4.4 出口直徑對(duì)氣穴的影響55-59
• 4.4.5 出口位置對(duì)氣穴的影響59-61
• 4.4.6 閥口倒角對(duì)氣穴的影響61-65
• 4.5 本章小結(jié)65-66
• 第5章 液壓錐閥流場(chǎng)參數(shù)化仿真軟件設(shè)計(jì)66-82
• 5.1 概述66
• 5.2 總體設(shè)計(jì)66-70
• 5.2.1 需求分析66-68
• 5.2.2 總體設(shè)計(jì)68-69
• 5.2.3 開(kāi)發(fā)工具和技術(shù)簡(jiǎn)介69-70
• 5.3 錐閥流場(chǎng)參數(shù)化仿真軟件設(shè)計(jì)70-77
• 5.3.1 主窗體設(shè)計(jì)70-71
• 5.3.2 流場(chǎng)分析前處理窗體設(shè)計(jì)71-75
• 5.3.3 流場(chǎng)計(jì)算與分析窗體設(shè)計(jì)75-77
• 5.4 實(shí)現(xiàn)效果77-81
• 5.5 本章小結(jié)81-82
• 結(jié)論82-83
• 致謝83-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文88

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 曹秉剛;郭卯應(yīng);中野和夫;史維祥;;錐閥流場(chǎng)的邊界元法解析[J];機(jī)床與液壓;1991年02期

2 高殿榮,王益群;液壓錐閥流場(chǎng)的有限元法解析[J];機(jī)床與液壓;2000年02期

3 高紅,傅新,楊華勇,{傻豞購(gòu)

本文編號(hào)：296788