锥型节流阀压力特性仿真与试验_张健.pdf

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1、第４３卷第４期华中科技大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．４３Ｎｏ．４２０１５年４月Ｊ．ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖ．ｏｆＳｃｉ．＆Ｔｅｃｈ．（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ａｐｒ．２０１５ＤＯＩ：１０．１３２４５／ｊ．ｈｕｓｔ．１５０４１３锥型节流阀压力特性仿真与试验张健１１２２姜继海白云峰李艳杰（１哈尔滨工业大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨１５００８０；２沈阳理工大学机械工程学院，辽宁沈阳１１０１５９）摘要以液压锥型节流阀为对象，研究了阀体流道的压力分布；选取４５°三角形、矩形和Ｕ形节流槽三种阀芯建立了仿真模型；基于ＡＤＩＮＡ软件的流固耦合模块对三种阀芯情况下阀体内流道的压力分布

2、和流场情况进行了仿真研究，并搭建试验台对仿真结果进行了试验验证．研究表明：节流阀的内流道压力在经过阀口后迅速降低，并在阀口的边缘位置有内流道中的最小值；节流阀竖直流道内的压力较低，是气穴现象的高发区；从压力和气穴的角度分析得出４５°三角形阀芯的节流阀性能最优，矩形较差，Ｕ形阀芯的最差．关键词液压；节流阀；气穴；仿真；流固耦合；压力特性中图分类号ＴＨ１３７．１文献标志码Ａ文章编号１６７１－４５１２（２０１５）０４－００６４－０４Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｃｏｎｅｔｙｐｅｔｈｒｏｔｔｌｅｖａｌｖｅ１１２２ＺｈａｎｇＪｉ

3、ａｎＪｉａｎｇＪｉｈａｉＢａｉＹｕｎｆｅｎｇＬｉＹａｎｊｉｅ（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００８０，Ｃｈｉｎａ；２ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＬｉｇｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１５９，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＡｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｃａｖｉｔａｔｉｏｎｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｖａｌｖｅ，ｔｈｒｏｔｔｌｅｖａｌｖｅｗａｓｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ，ａｎｄｔｈｅｐｒ

4、ｅｓｓｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｆｌｏｗｃｈａｎｎｅｌｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｖａｌｖｅｃｏｒｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓｓｕｃｈａｓ４５°ｔｒｉａｎｇｌｅ，ｒｅｃｔａｎｇｌｅａｎｄＵ－ｓｈａｐｅｔｈｒｏｔｔｌｉｎｇｇｒｏｏｖｅｗｅｒｅｓｅｔｕｐ；ｔｈｅｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｌｕｉｄ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｉｎＡＤＩＮＡ，ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｎｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｆｌｏｗｃｈａｎｎｅｌａｎｄｆｌｏｗｓｉｔｕａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓ

5、ｏｆｖａｌｖｅｃｏｒｅｂｏｄｙｃｏｎｄｉ－ｔｉｏｎ，ａｎｄｔｅｓｔｂｅｎｃｈｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｆｌｏｗｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎｓｉｄｅｔｈｅｔｈｒｏｔｔｌｉｎｇｖａｌｖｅｌｏｗｅｒｒａｐｉｄｌｙａｆｔｅｒｔｈｅｖａｌｖｅｐｏｒｔ，ａｎｄｈａｓｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｖａｌｕｅａｔｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｄｇｅｏｆｖａｌｖｅｐｏｒｔ；ｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎｓｉｄｅｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｆｌｏｗｉｓｌｏｗａｎｄｗｈｅｒｅｉｓａｈｉｇｈｉｎｃｉｄｅｎｃｅｚｏｎｅ

6、ｏｆｃａｖｉｔａｔｉｏｎ．Ｉｔｃａｎｂｅｓｅｅｎｆｒｏｍｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｆｒｏｍｔｈｅｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｃａｖｉｔａｔｉｏｎｔｈａｔｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｒｏｔｔｌｉｎｇｖａｌｖｅｗｉｔｈ４５°ｔｒｉａｎｇｌｅｖａｌｖｅｃｏｒｅｉｓｂｅｓｔ，ｔｈｅｒｅｃｔａｎ－ｇｌｅｉｓｐｏｏｒｅｒ，ａｎｄｔｈｅＵ－ｓｈａｐｅｉｓｔｈｅｗｏｒｓｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｈｙｄｒａｕｌｉｃ；ｔｈｒｏｔｔｌｅｖａｌｖｅ；ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｆｌｕｉｄ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ；ｐｒｅｓｓｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ

7、［２］由于液压传动具有功率密度大、元件布置灵统振动进而引起噪声等．液压系统产生的噪声活、控制方便、动态性能好等一系列优点，因此其是液压系统存在的主要缺陷之一．液压阀作为液在各类机械装备中得到了广泛地应用，但液压传压系统主要的压力和流量控制元件是液压系统主动与其他类型传动方式一样存在一些缺点，如流要噪声源之一，其噪声的产生与气穴现象有密切［１］量脉动引起的流体噪声，液压冲击引起液压系的关系．液压阀气穴的产生主要是由于液压油流收稿日期２０１３－１２