工业过程液压系统锥阀结构优化设计.pdf

《工业过程液压系统锥阀结构优化设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第34卷第5期计算机仿真2017年5月文章编号：1006—9348(2017)05—0238—05工业过程液压系统锥阀结构优化设计杨波波，冯永保，李淑智(火箭军工程大学，陕西西安710025)摘要：为了优化溢流阀锥阀结构力学性能，提升锥阀工作的可靠性。首先，根据工业过程中锥阀性能的设计要求，分析了原结构参数紫铜阀芯的力学性能。其次，采用控制变量法，研究了单个结构参数对阀芯力学性能的影响特点。然后，针对阀芯锥角、阀座流道和阀座倒角结构，建立了参数化力学仿真模型，借助力学模拟、试验设计和数据处理等技术，以二阶响应面函数描述了多

2、指标优化目标与结构参数之间的响应模型。最后，对系统结构响应模型进行了优化求解，并对优化效果进行了评估分析。结果表明，原结构参数的紫铜阀芯不满足力学设计要求，均匀设计试验法优化方案的优化效果良好，能够大幅提升锥阀芯工作的可靠性。关键词：液压锥阀；结构优化设计；力学性能；响应面函数；均匀设计试验法中图分类号：THl37文献标识码：BOptimalDesignofHydraulicSystemConeValveStructureinIndustrialProcessYANGBo—bo，FENGYong-bao，LIShu-zhi

3、(RocketForceUniversityofEngineering，Xi’anShanxi710025，China)ABSTRACT：Aimingattheproblemsofoptimizingthemechanicalpropertiesofreliefconevalveandimprovingitsworkingreliability，firstly，anoriginalstructuremechanicalsimulationmodelofredcoppervalveWaSanalyzedonthebasiso

4、fthedesignrequirementsofconevalveinindustrialprocess．Secondly，effectsofsinglestructureparametersonvalvemechanicalpropertieswerestudiedbycontrollingvariables．Then，aparametricmechanicalmodelwases-tablishedaccordingtothestructureofvalveconeangle，seatrunnerandchamfer．

5、Responsemodelbetweenmultiin-dexoptimizationobjectiveandstructureparameterswasdescribedbysecond-orderresponsesurfacefunction，withthebenefitofthetechnologyofmechanicalsimulation，testdesignandDPS．Finally，thestructurewasoptimizedandtheresultswereestimated．Theresuhssho

6、wthattheoriginalstructureconevalvemadeofredcopperdoesnotmeetthedesignrequirement．Theoptimizationiseffectivelybasedontheuniformdesigntestmethod．Theworkingreliabilityofconevalvecanbegreatlyimproved．KEYWORDS：Hydraulicconevalve；Structuraloptimaldesign；Mechanicalproper

7、ty；Responsesurfacefunction；Uni—formdesigntestmethod1引言先导式溢流阀广泛应用于大型操作机械、机床、武器系统和航空宇航等工业领域，其主要作用是控制液压系统的系统压力，保证液压系统工作的可靠性⋯，由此可见，溢流阀工作的稳定性对整个液压系统至关重要，而作为控压核心元件的先导阀锥阀芯，更是维持系统稳定的重中之重。提高阀芯的安全性能．降低循环应力对阀芯的损伤，是解决问题的关键所在。许多学者对液压系统中不同元件的力学性能进行过研究．胡燕平[2]等对额定压力为70MPa的电磁换向阀阀收

8、稿日期：2016—06—28修回日期：2016—07—11—238一体进行应力分析。并对阀体结构进行了优化．孔繁余等[3]通过有限元分析对泵体结构进行静力学分析和强度校核．计算出等效应力最大值出现的位置，并对结构进行了优化。郑志蕴H]提出一种计算阀片应力的新方法．并对计算偏差进行了分析。杨红艳[51利用