液压卡紧对射流式液动锤性能的影响

运用CFD动态数值模拟方法,计算新一代射流式液动锤试验样机的性能参数,并将其与实测结果进行对比.结果表明:若不考虑液压卡紧引起的摩擦力,射流式液动锤冲击频率、冲击末速度和冲击功计算值分别是实测值的1.853～1.898倍、2.024～2.107倍和4.097～4.439倍;将由液压卡紧效应引起的摩擦力考虑在内,冲击频率、冲击末速度和冲击功计算值分别是实测值的1.218～1.439倍、0.936～1.171倍和0.876～1.371倍,大幅度提高了数值计算结果与实测值之间的吻合程度.这说明液压卡紧引起的轴向摩擦力,大幅度增加了活塞运动阻力,减小了其加速度和速度,进而显著降低了冲击功和冲击频率等性能参数.设法减小甚至消除液压卡紧力的影响可望成为提高射流式液动锤冲击功和能量利用率的新途径.     

钻井连续循环系统卡瓦极限卡紧力分析

从钻井连续循环系统卡瓦的工作原理入手,分析了横向载荷与方瓦摩擦力的关系,揭示了卡在卡瓦中的钻杆的受力状态.将钻杆看作厚壁筒,采用弹性力学中的拉美公式求解钻杆内外受压的应力问题.钻杆外表面承受的摩擦力矩,看作圆筒扭转问题进行求解.考虑钻柱轴向拉力的影响,解决了钻井连续循环系统卡瓦极限卡紧力的计算难题,给出了卡瓦极限卡紧力的计算公式.以5吋和5.5吋钻杆作为算例,分析了钻井连续循环系统的使用范围,提出了钻井连续循环系统对钻杆钢级的要求.该方法可以用于指导钻井连续循环系统卡瓦的设计.     

275型钻井气动卡瓦卡紧力有限元分析与优化

从275型钻井气动卡瓦的结构和工作原理入手,运用ANSYS软件添加约束和载荷,分别从钻杆和卡瓦体的角度对卡紧力进行了有限元分析,得出了变形图和应力云图,确定了卡紧时的应力分布情况,并对不合理之处进行了优化改进。     

滑移网格法在滑阀三维瞬态流场解析的适用性分析

在滑阀换向过程的三维有限元解析中,由于流固耦合造成其网格大变形,出现三维瞬态流场解析发散的问题.提出了面向滑阀三维瞬态流场解析的滑移网格法,即通过在静止网格与动态网格间用平行滑移网格连接构建三维解析模型,以避免瞬态流场解析中动态网格反复重构所造成的计算发散问题,实现滑阀换向过程的三维瞬态流场解析.研究以某液压挖掘机多路阀回转联为对象,以液压元件动态特性试验台试验结果为基准,对比平稳工况条件下的解析值与实验结果,验证了滑移网格法在滑阀三维瞬态流场解析中的适用性,为建立挖掘机动态载荷与其阀芯结构形态间的动力学映射关系提供了工程化表达路径.     

基于FLUENT的特殊阀腔的纯水液压滑阀流道的建模与仿真

介绍一种纯水滑阀结构,并通过流体仿真软件fluent对纯水滑阀流道进行可视化分析,并得到阀腔流场数值仿真结果。根据仿真结果存在的问题提出了改进方案,通过对改进方案的仿真结果和未改进前仿真结果的对比,可以得出改进方案在减少液动力和有效减少汽蚀等性能优于前者。     

固体颗粒对滑阀运动副表面的作用

建立了固体颗粒与滑阀运动副的简化模型；讨论了固体颗粒对运动副表面的作用形式，指出：颗粒强度，颗粒与运动副间隙的相对大小及运动副的表面硬度是影响颗粒对运动副表面作用形式的主要因素。     

面向液压滑阀卡滞问题的健壮性设计

为了解决由黏性发热引起的液压滑阀卡滞问题,综合液压滑阀结构的流固热耦合解析与多学科优化基础,提出面向液压滑阀卡滞问题的健壮性设计方法.即采取顺序耦合分析方式,在液压滑阀结构流固热耦合下,通过流体有限元获得阀芯变形引起液压滑阀卡滞的敏感因子,且以响应面函数模型表达阀芯变形与敏感因子之间的函数关系;对于外界随机变化因子,应用6σ法则优化可设计因子来减小随机因子对性能的影响,并以蒙特卡罗随机分析方法验证设计后阀芯变形对外界因子随机变化的健壮性.解析实例表明,阀芯结构、滑阀开度、负载流量和介质温度是引起液压滑阀卡滞的敏感性因素,健壮性设计方法在滑阀卡滞多因子复杂设计问题中明显优于传统设计方法.     

液压打桩锤主控滑阀稳态液动力研究

文章采用计算流体动力学(CFD)软件Fluent,对液压打桩锤主控滑阀内部流场进行可视化数值模拟;从理论上分析了主控滑阀内部流体的物理规律,并且给出了滑阀稳态液动力的CFD求解思路;分别在进口节流和出口节流情况下,研究了阀杆直径的变化所引起的台肩壁面正应力分布变化和阀杆圆周面切应力分布变化,进而分析了阀杆直径和台肩直径...     

伺服阀滑阀阀口系数影响因素分析

分析电液伺服系统中液压缸活塞位移、液压刚度、阀口开度、外负载刚度及阀芯与阀套间径向间隙对伺服阀阀口系数的影响。采用工作点线性化的处理方法,通过引入液压缸负载力方程,给出零开口电液伺服阀滑阀流量-压力系数和流量增益的计算公式,并对其影响因素进行分析。结果表明,在液压缸全行程中,流量-压力系数会随着液压缸活塞位移、外负载刚度及阀口开度的增加而增大,其中流量-压力系数随液压缸活塞位移的增大呈抛物线增长,其最大值约为最小值的2倍;流量增益随着液压缸活塞位移、外负载刚度的增大而减小,其中流量增益随液压缸活塞位移的增大而近似呈线性规律减小,其最小值约为最大值的1/2;阀芯与阀套间径向间隙对阀口系数随液压缸活塞位移变化率的影响不大;阀口系数在液压刚度取最小值附近时存在突变;同一液压刚度值可对应2个不同的液压缸活塞位移,分别对应的阀口系数值相差非常大。     

沉割槽对滑阀阀芯径向卡紧力的影响

针对液压滑阀阀体沉割槽内液体流速不同会产生径向卡紧力的问题,利用CFD软件对某滑阀沉割槽处阀芯台肩所受径向压力分布进行研究,同时,根据滑阀内部流道的结构特点,结合理想流体伯努利方程,建立了沉割槽处阀芯台肩上压力分布的数学模型,并且通过实验验证了模型的准确性,分析了沉割槽尺寸及流量对阀芯径向压力分布的影响。研究表明:阀芯台肩上径向压力分布不均匀,且压力值随入口流量、沉割槽深度和宽度呈二次多项式函数关系上升;随压力点位置从远离出口位置至靠近出口呈平方关系下降;当阀口开度为0.5mm、流量为40L/min时阀芯台肩径向卡紧力为4.2N,是流量为10L/min情况下的16倍,且沉割槽深度减半后,卡紧力增至14.47N。最后,提出了一种偏心沉割槽结构,仿真结果表明,入口流量大于40L/min时,偏心沉割槽结构中径向压力分布的不均匀度比传统同心结构提高了64%以上,有效降低阀芯径向卡紧力。     

斜进口流道滑阀稳态液动力的仿真与分析

采用斜进口流道,即进口流道轴线与阀芯轴线不垂直,对进口处的液流进行导流以提高进口处液流沿阀芯轴向方向的动量,从而达到减小滑阀液动力的目的.同时采用Fluent对进口流道轴线与阀芯轴线夹角不同的滑阀内部流场进行三维仿真分析,得到夹角不同的滑阀液动力变化特征和流量系数变化特征.对仿真结果进行分析,确定最优夹角为60°.     

非全周开口滑阀阀口面积的计算方法

针对非全周开口滑阀阀口的等截面和渐扩形两种典型节流槽,基于节流槽结构特征及其内流场特征,提出用节流面串联和最小过流面分别计算等截面和渐扩形节流槽阀口面积的确定原则,推导出典型节流槽阀口面积的计算公式,再利用叠加原理获得非全周开口滑阀的阀口面积,建立非全周开口滑阀的阀口面积的通用计算程序.研究结果表明本计算方法物理意义明确、精度高,实现了复杂阀口面积计算的程序化.     

流量放大阀主阀心复位运动的数值解析

为深入理解和控制装载机转向液压系统中的油击振动现象,针对系统中流量放大阀主阀心的复位运动过程进行研究,应用流场仿真和多项式拟合方法获得主阀心复位运动中的动态液阻力和稳态液动力表达式,建立高精度的主阀心复位过程数学模型,利用MATLAB/Simulink软件对其进行数值计算,分析各种因素对主阀心复位过程的影响.计算结果表明,主阀心复位起始段速度很快,完成88.5%的复位行程仅用约1/4的复位时间,随后慢速接近零位;先导阀口面积是影响复位快慢的最主要因素,且复位时间对先导阀口面积的配置反应非常敏感,需结合复位弹簧刚度进行合理配置.     

非全周开口滑阀的节流温升与形变

联合采用FLUENT和ANSYS分析软件对具有典型节流槽的非全周开口滑阀的三维流场、液-固温度场和固体热变形进行数值计算.结果表明:非全周开口滑阀内部流体和固体内的温度分布不均匀,阀口流束在接近固体壁面的区域温度较高,流束中心部位温度较低,阀体和阀芯在阀口附近及流束冲击壁面有局部高温,由此导致的阀芯和阀体不均匀变形量可...     

啤酒灌装阀中的弹簧力分析

灌装阀是灌装机的关键部件,其中的弹簧是关系灌装阀是否漏气漏液的关键零件,根据灌装阀在灌装过程中的工艺要求,对阀中的弹簧进行了力分析,为灌装阀的设计提供依据。     

磨煤机液压油站油温过高的原因分析及改进

分析了磨煤机液压油站单油泵运行时间过长造成油温过高的原因,并提出了“通过停掉油泵,维持压力,让油泵冷却一段时间来降低油温”的改进措施。     

基于ANSYS的等离子体破裂防护快阀电磁力分析

依据电磁感应原理,变化磁场周围的导体会受到电磁力的作用,依靠该效应的涡流驱动快速充气阀已经在中科院等离子体所研制成功,通过利用ANSYS有限元分析软件,计算不同的脉冲电流及不同线圈电感及线圈与阀芯不同间距情况下的导体所受电磁力的不同,找到影响电磁力的主要因素,为快阀的改进提供理论依据。     

调压阀内流道流场分析及阀芯结构改进

采用ANSYS软件建立椭球形、锥形和球形阀芯调压阀内流道流体动力学有限元计算模型,在不同开口度下分别对其进行流场数值模拟,得到调压阀内流道流体油压与阀芯开口度间的关系,分析3种调压阀内流道流场特性;基于CFD分析数据,以椭球形阀芯调压阀内流道流体湍流动能耗散最小为优化目标,阀芯尺寸参数为设计变量,最大工作油压和最小滑油压力为约束函数,建立调压阀内流道流场优化模型,采用响应面法对调压阀阀芯结构进行改进设计.分析结果表明,调压阀内流道湍流动能耗散受椭球形阀芯长轴影响较大,且随阀芯长轴增加而减小;湍流动能耗散较改进前降低了69.43%,优化效果明显.