一种恒流量螺纹插装阀的流场仿真及静动态特性分析

发布时间：2017-04-17 11:00

  本文关键词：一种恒流量螺纹插装阀的流场仿真及静动态特性分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：螺纹插装阀具有结构紧凑、连接简单、泄漏小、重量轻、成本低、保密性强等优点，在液压系统中的得到越来越广泛的应用，对螺纹插装阀进行特性分析对性能改进和提高整个液压系统的能效具有重要意义。本文针对螺纹插装阀中的一种小通径恒流量阀展开研究。该阀从功能上可在额定工作压差的范围内保持流量基本恒定，同时，由于该阀在结构上具有节流孔尺寸细小的特点，所以，该阀额定流量小，阀腔内部流动复杂。因此，本文采用仿真和实验相结合的办法，利用ANSYS Fluent软件对螺纹插装阀的内部进行变结构参数的模拟分析，运用AMESim对螺纹插装阀进行了静动态仿真，为此类型的螺纹插装阀的改进提供理论依据。 本文对恒流量螺纹插装阀进行了以下方面的研究： (1)阐述了该螺纹插装阀的恒流量工作原理，并对影响阀流量的关键因素；液阻类型、弹簧参数(根据螺纹插装阀的结构，设计了三种刚度相同、自由高度不同的弹簧。)和泄漏量进行计算和分析。 (2)对螺纹插装阀进行三维建模，并利用ANSYS Fluent软件进行了螺纹插装阀内部流体三维流场模拟分析，得到了在不同阀口开度下螺纹插装阀内部流体压力场和速度场的变化。通过模拟计算得出相同压差下，不同进油孔直径和不同进油孔长度对流场和流量的影响。 (3)通过AMESim软件对螺纹插装阀进行静动态特性研究。建立螺纹插装阀的机理模型，得出静动态特性曲线。并通过仿真得出弹簧自由高度变化对流量的影响。分别分析了阀芯和阀套间泄漏间隙对阀流量的影响。 (4)对两个厂家的同型号螺纹插装阀所使用的两种弹簧进行了刚度测试，并对两个厂家的螺纹插装阀做了流量测试，得出使用不同刚度弹簧的流量变化规律。由于实验条件限制，用加垫片的方法，代替弹簧自由高度的改变做了阀的流量测试，得到弹簧自由高度变化对阀流量的影响。
【关键词】：螺纹插装阀 恒流量阀 流场分析 AMESim仿真 弹簧
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH134
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 引言11
• 1.2 螺纹插装阀发展历程11-14
• 1.3 螺纹插装阀的优点14-15
• 1.4 螺纹插装阀的局限性15-16
• 1.5 螺纹插装阀的国内外研究现状16-18
• 1.6 课题的主要研究内容18-20
• 1.6.1 课题来源及研究意义18
• 1.6.2 课题主要研究内容18-20
• 第2章 恒流量螺纹插装阀原理及参数计算20-33
• 2.1 阀的组成与原理20-23
• 2.1.1 阀的组成20-21
• 2.1.2 阀的工作原理21-23
• 2.2 阀的参数计算23-25
• 2.2.1 进油孔液阻类型23-24
• 2.2.2 出油孔液阻类型24-25
• 2.3 圆柱压缩弹簧参数计算25-31
• 2.3.1 圆柱压缩弹簧设计的一般规律25-26
• 2.3.2 圆柱压缩弹簧设计26-31
• 2.4 阀芯阀套间隙泄漏量的计算31-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第3章 恒流量螺纹插装阀流场三维数值仿真及分析33-66
• 3.1 计算流体动力学简介33-34
• 3.2 计算流体动力学求解过程34-35
• 3.3 流体动力学基本控制方程35-38
• 3.3.1 湍流流动定义和特征36
• 3.3.2 湍流数值模拟方法简介36-38
• 3.4 常用的控制方程离散方法38-39
• 3.5 ANSYS Fluent 简介39
• 3.6 螺纹插装阀的基本几何参数39-40
• 3.7 建立物理和网格模型40-43
• 3.7.1 物理模型的建立40
• 3.7.2 计算区域网格划分40-43
• 3.8 参数设置及结果后处理43-44
• 3.9 进油孔长度变化(d=0.5mm)的流场仿真分析44-63
• 3.9.1 l＝0.44mm 时的仿真分析44-53
• 3.9.2 l＝1.44mm 时的仿真分析53-56
• 3.9.3 l＝1.54mm 时的仿真分析56-60
• 3.9.4 l＝1.64mm 时的仿真分析60-61
• 3.9.5 l＝2.14mm 时的仿真分析61
• 3.9.6 进油孔长度变化的总体对比分析61-63
• 3.10 进油孔直径变化时(＝1.54mm)流场仿真分析63-65
• 3.10.1 d=0.6mm 时的流场仿真分析63
• 3.10.2 d=0.7mm 时的流场仿真分析63-64
• 3.10.3 进油孔直径变化的总体对比分析64-65
• 3.11 本章小结65-66
• 第4章 恒流量螺纹插装阀的 AMESim 仿真66-73
• 4.1 AMESim 软件功能简介66-67
• 4.1.1 AMESim 软件特点66-67
• 4.2 无泄漏模块的螺纹插装阀67-70
• 4.2.1 阀的 AMESim 建模67-68
• 4.2.2 模型参数设置68
• 4.2.3 阀的 AMESim 仿真68-70
• 4.3 有泄漏模块的螺纹插装阀70-72
• 4.3.1 阀的 AMESim 建模70-71
• 4.3.2 阀的 AMESim 仿真71-72
• 4.4 本章小结72-73
• 第5章 恒流量螺纹插装阀流量实验73-83
• 5.1 两种弹簧的实验分析73-77
• 5.2 试制品阀的流量试验系统77-78
• 5.3 阀流量的实验分析78-81
• 5.4 本章小结81-83
• 结论83-85
• 参考文献85-88
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果88-89
• 致谢89-90
• 作者简介90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：313044