液壓缸間隙密封流場下支承環(huán)的流固耦合分析.pdf

1、本文針對(duì)韶關(guān)液壓結(jié)晶器振動(dòng)液壓缸活塞桿導(dǎo)向套處鍍鉻層容易被磨損灼傷的情況，設(shè)計(jì)了一款新型的帶有間隙密封的支承環(huán)。采用了Pro/E及Gambit建立三維模型，并分別劃分流體域與固體域模型網(wǎng)格，在Workbench工作平臺(tái)下，先在Fluent模塊里導(dǎo)入流體域模型進(jìn)行求解分析，然后將求解出來的耦合面壓力數(shù)據(jù)導(dǎo)入固體域模型（支承環(huán)），在結(jié)構(gòu)靜力分析模塊里實(shí)現(xiàn)流固單向耦合的最終分析——支承環(huán)的徑向變形。通過輸入不同的壓力，分析不同的流體域及固體域

2、模型，比較各模型的結(jié)果參數(shù)，最終確定支承環(huán)的結(jié)構(gòu)及間隙厚度尺寸。
　　 本文主要工作及結(jié)果如下：
　　 (1)介紹流固耦合分析的基本定義及流固耦合控制方程，列出Workbench下流固單向耦合幾種常用模塊組合流程。
　　 (2)運(yùn)用Pro/E初步繪出支承環(huán)三維結(jié)構(gòu)圖，并總結(jié)出能代表大多數(shù)間隙密封的間隙厚度尺寸，在Gambit中建立間隙流場域的三維模型并劃分網(wǎng)格，定義邊界條件，尤其是編輯好耦合面的設(shè)定，然后導(dǎo)入Wo

3、rkbench里Fluent模塊進(jìn)行流場分析。
　　 (3)對(duì)縫隙流動(dòng)泄漏量進(jìn)行理論分析，并觀察仿真分析泄漏量結(jié)果。綜合理論及仿真得出以下結(jié)論：
　　 a)支承環(huán)與活塞桿間的泄漏量與縫隙的厚度、寬度、長度、流體介質(zhì)的粘度及縫隙兩端的壓差有關(guān)。
　　 b)壓差越大，泄漏量越大。
　　 c)入、出口尺寸越大（厚度×寬度），泄漏量越大。
　　 d)縫隙越長，泄漏量越小。
　　 e)流體介質(zhì)粘度越

4、大，泄漏量越小。
　　 (4)將支承環(huán)初步三維模型導(dǎo)入Workbench里靜力結(jié)構(gòu)分析模塊，劃分網(wǎng)格，定義約束，施加載荷并導(dǎo)入Fluent分析的耦合面壓力數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行計(jì)算分析，發(fā)現(xiàn)支承環(huán)最大變形在出口處。
　　 (5)定義多個(gè)流場域進(jìn)出口條件及并建立多個(gè)支承環(huán)模型，進(jìn)行多次流固耦合分析，然后對(duì)比分析，得出：
　　 a)支承環(huán)的出口徑向變形比進(jìn)口變形總是要大；
　　 b)支承環(huán)的厚度及間隙流場的厚度取決于