针对液压滑阀流动特性分析

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1、机械设计与制造第11期126MachineryDesign&Manufacture2013年11月液压滑阀流动特性分析杨秀萍，陈炜，郭津津(1．天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室，天津300384；2．天津理工大学机械工程学院，天津300384)摘要：为研究液压滑阀的流动性能，采用计算流体动力学(CFD)方法，应用Fluent软件，对不同开口量的滑阀进行仿真，得到阀内流体的速度、压力分布图、流量特性曲线及滑阀稳态液动力。结果表明：流体流经滑阀阀口时，射流角随阀开1：7量变化，存在附壁流和自由流两种流动状态；阀口流量系数不是常数，在附壁流与自由流状

2、态切换位置，流量系数发生突变，使阀的流量特性变差；稳态液动力随开口量增加而增大，但在自由流和附壁流状态下变化规律不同。研究结果为不同结构形式滑阀的优化设计及试验提供了理论依据。同时将可视化的仿真结果应用到理论教学中，拓宽了现有的教学方式，加强了教学与工程应用之间的有机结合。关键词：液压滑阀；仿真；流量特性；液动力；教学中图分类号：TH16；TH137．53+3文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)11-0126—03TheFlowCharacteristicsStudyonHydraulicSlideValveYANGXiu—ping

3、，CHENWei。，GUOJin-jin(1．TianjinKeyLaboratoryforControlTheory＆ApplicationsinComplicatedSystems，Tianjin300384，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，TianjinUniversityofTechnology，Tianjin300384，China)Abstract：Inordertostudyflowpefor~es，hydraulicslidevalveswithdiferentopeningweresimu

4、latedusingcomputerfluiddynamicsmethodbasedonFluentsoftware．Thecontoursofvelocityandpressureareobtainedandtheflowcharacteristicsandflowforcearecalculated．Theresultsshowthatthefluidicvarieswithopeningwhenfluidflowsthroughtheorifceandtherearetwostatesthatattachedflowandfreeflow,Th

5、eflowcoefficientisnotco．rant，appearsbreakphenomenonatflOWstatesswitchpositionandresultsinflowcharacteristicsgettingworse．Steady-stateflowforceincreaseswithopeningandhasdiferentvarietylawintwostales．Theseprovidetheoreticbasisforoptimizingdesignandtestondiferentstructureofslideva

6、lve．Theviewablesimulationresuhswereappliedtotheoreticteaching，whichCandevelopteachingapproach，strengthenthecombinationbetweenteachingandengineeringapplication．KeyWords：HydraulicSlideValve；Simulation；FlowCharacteristics；FlowForce；Teaching将更多的时间用于分析、优化设计方案，提高设计质量，降低成1引言本，缩短研究周期，提

7、高设计效率。随着科学技术的迅速发展及工业水平的提高，对液压系统的性能要求越来越高，从而对液压元件的设计、制造也提出了更2滑阀的有限元模型高的要求。滑阀是换向阀常用的形式，阀口的结构及开口量决定以某液压滑阀为研究对象，结构如图1(a)所示，有两个左了阀内流体的流动情况，对阀的流量特性、冲击及噪声有重要影右对称的阀腔，且为轴对称结构，为减少计算工作量，取其单个阀响，特别是当滑阀作为电液伺服阀的功率级使用时，其流量特性腔建立轴对称模型，进行网格划分，为提高阀口过流截面处的计直接影响并决定了伺服阀的性能。由于实际使用的滑阀结构和尺算精度，此处网格局部加密[5

8、-6t，如图1(b)所示。设滑阀的额定流寸多种多样，液流在滑阀中的流动状态无法观测，而通过试验对量1000U