基于动网格的调压阀流场模拟及阀芯运动分析

摘要

调压阀是倒顺离合船用齿轮箱液压控制系统中的重要部件，其性能的好坏直接影响到整个液压系统的控制效果。随着湿式摩擦离合器日渐向高转速、大功率方向发展，对调压阀运行的平稳性及调控压力的准确性提出了更高的要求。因此，结合流体动力学理论，开展基于动网格的调压阀流场模拟及流固耦合分析，对认识调压阀流场特性和阀芯运动规律具有重要的理论意义和工程应用价值。
　　本文课题来源于重庆市科技攻关计划项目。针对船用湿式摩擦离合器调压阀进行流场模拟及阀芯运动分析，主要研究工作如下：
　　①根据调压阀的结构参数，在ANSYS/CFX软件中建立调压阀内流道流体稳态分析模型，通过计算流体动力学仿真，得出不同开口度下调压阀内流道压力、速度及紊流动能耗散率的分布规律。
　　②以阀芯瞬态运动方程为流体移动边界，建立调压阀内流道流体瞬态分析模型，进行基于CFX动网格技术的流场动态仿真，研究调压阀弹簧刚度、入口流量、油液温度对流体流动特性的影响规律。
　　③分别建立调压阀内流道和阀芯的计算模型，采用CFX浸入固体方法，结合油压试验曲线，仿真分析离合器接脱排过程中调压阀内流道流体的压力场和速度场，并研究了油液温度对接脱排过程中内流道流场特性的影响规律。
　　④基于流固耦合理论，在ANSYS/Workbench软件中对调压阀的内流道流体和阀芯进行流固耦合仿真分析，得出不同开口度下阀芯的位移场和应力场，并分析了温度对调压阀阀芯变形和应力的影响规律。

目录

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目录

1 绪 论

1.1 课题研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题的主要研究内容

2 调压阀内流道流场稳态仿真

2.1 引言

2.2 计算流体动力学基本理论

2.3 调压阀结构及动作过程

2.4 调压阀内流道流场稳态仿真

2.5 本章小结

3 调压阀内流道流场动态仿真

3.1 引言

3.2 调压阀内流道流场动态仿真

3.3 使用工况对调压阀内流道流场影响分析

3.4 本章小结

4 基于浸入固体法的调压阀流场仿真

4.1 引言

4.2 浸入固体方法

4.3 离合器接脱排过程调压阀流场仿真

4.4 温度对离合器接脱排过程调压阀流场的影响分析

4.5 本章小结

5 调压阀流固耦合分析

5.1 引言

5.2 流固耦合控制方程及分析流程

5.3 计算模型的建立

5.4 结果分析

5.5 油液温度对阀芯性能的影响

5.6 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附 录