液壓滑閥熱力耦合形變與污染卡滯機(jī)制的研究.pdf

1、液壓閥的可靠性直接影響或決定了整個液壓系統(tǒng)的可靠性。液壓滑閥是一種普遍的閥結(jié)構(gòu)，但滑閥閥芯和閥孔間配合間隙較小（一般為數(shù)微米左右），在實(shí)際使用過程中會出現(xiàn)卡滯問題。由此導(dǎo)致系統(tǒng)性能變化或失效。本文運(yùn)用理論分析和數(shù)值計算相結(jié)合的研究方法，針對液壓滑閥因熱力耦合形變和污染而卡滯的問題進(jìn)行了深入的研究，計算結(jié)果表明:熱力耦合作用下閥芯、閥體內(nèi)溫度分布不均勻，閥芯、閥體受節(jié)流溫升和液壓力影響局部變形較大;固體顆粒污染物在閥內(nèi)分布不均，局部存在聚

2、集現(xiàn)象，顆粒的流動和分布受到閥口形式、開度、顆粒密度、顆粒粒徑和油液粘度等因素的影響。
　　 闡述了液壓滑閥閥芯卡滯研究的背景和意義;概述了國內(nèi)外關(guān)于液壓閥閥芯卡滯—熱力耦合形變和污染卡滯的研究現(xiàn)狀和存在的問題;概括了本文的主要研究內(nèi)容。
　　 介紹了熱力耦合形變理論和液壓閥污染卡滯理論，討論液壓閥中溫升的主要來源以及材料和零件隨溫度和力的變化情況并分析固體顆粒污染物產(chǎn)生和污染致卡滯的物理過程。
　　 在對某整體

3、式多路閥油路分析的基礎(chǔ)上建立了流域仿真模型，利用ANSYSWORKBENCH對多路閥回轉(zhuǎn)單獨(dú)動作時進(jìn)行了流固耦合(FSI)分析，得到了閥體在熱力耦合作用下的應(yīng)力應(yīng)變情況。計算閥體疲勞強(qiáng)度的以及利用AWB中的DesignExplorer模塊，通過參數(shù)化簡化建模對典型的液壓滑閥進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計和基于六西格瑪理論的可靠性分析。
　　 利用FLUENT中的多相流模型，對全周開口和非全周開口滑閥內(nèi)顆粒污染物的運(yùn)動及分布進(jìn)行了仿真，分析隨著閥

4、口開度的變化顆粒物在閥內(nèi)的分布規(guī)律。對液壓閥在多種顆粒（顆粒群）下的固液兩相流、液壓閥內(nèi)氣液固三相流以及污染顆粒對閥內(nèi)溫度場的影響進(jìn)行了仿真計算分析。對帶配合間隙的液壓滑閥內(nèi)進(jìn)行了固液兩相流數(shù)值模擬，探討了固體顆粒誘發(fā)溢流閥調(diào)壓失效的作用機(jī)制，提出一種抗污染新結(jié)構(gòu)。
　　 本文基于ANSYSWORKBENCH、FLUENT仿真軟件，對液壓滑閥因熱力耦合形變和油液污染而卡滯的問題進(jìn)行了數(shù)值仿真研究，研究結(jié)果為高可靠性液壓閥的設(shè)計提