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螺纹插装式平衡阀中单向阀节流槽对阀芯稳定性的影响及特性研究

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第一章 绪论

1.1 背景分析

1.2 螺纹插装阀的发展和应用

1.3 螺纹插装式平衡阀研究现状及产品介绍

1.4 课题研究意义和内容

第二章 螺纹插装式平衡阀的理论分析

2.1 平衡回路

2.2 CLC型螺纹插装式平衡阀

2.3 平衡阀的振动问题

2.4 本章小结

第三章 CLC型螺纹插装式平衡阀过流面积解析

3.1 平衡阀阀口形状及流量特性

3.2 节流槽的结构介绍

3.3 阀口过流面积

3.4 本章小结

第四章 节流槽形式对单向阀芯稳定性影响的Fluent仿真研究

4.1 流场仿真技术

4.2 计算流体力学的控制方程

4.3 CLC型平衡阀内流场的数值模拟过程

4.3 进出口压力为19.5MPa时的流动特征

4.4 进出口压力为29.5MPa时的流动特征

4.5 本章小结

第五章 CLC型螺纹插装式平衡阀的动态特性分析

5.1 CLC型螺纹插装式平衡阀数学模型

5.2 AMESim仿真软件概述

5.3 平衡回路仿真模型的搭建

5.4 系统参数设置

5.5 仿真结果分析

5.6 本章小结

总结与展望

1.总结

2.展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

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摘要

平衡阀的作用是平衡与需要的运动方向相反的“负负载力”,使液压缸或者液压马达更易控制,因此平衡阀性能的优劣直接影响了平衡回路对负载的控制能力。本文针对CLC型螺纹插装式平衡阀组成的平衡回路在载重下降阶段出现的低速振动问题,采用理论分析和模拟仿真相结合的方法,运用软件 MATLAB、CFD、AMESim等对两种节流槽结构的CLC型平衡阀的过流面积、单向阀芯内部流体流动情况和平衡回路动态特性进行了对比分析。说明了三角形节流槽比双三角形节流槽对阀芯和系统的稳定性影响小。
  本文研究的主要内容为:
  (1)阐述了液压技术以及螺纹插装阀技术的重要地位和发展进程;主要叙述了螺纹插装阀的国内外发展状况和应用现状;分析和总结当前典型平衡阀产品,提出本文研究的意义、概括论述的内容。
  (2)对几种典型平衡回路的分析,介绍了CLC型螺纹插装式平衡阀的组成、工作原理和特点;计算了CLC型平衡阀对控制比;分析了平衡回路产生振动的原因。
  (3)分别建立不同的单向阀芯节流槽结构——双三角形节流槽和三角形节流槽,计算两种形式节流槽的过流面积,利用MATLAB软件得到阀口开度和阀口过流面积的变化曲线,进而得到两种节流槽的特性。
  (4)利用Pro/E对两种节流槽建模,并将得到的模型利用Gambit进行网格划分和Fluent流场仿真,分别得到两种节流槽在不同进出口压差时的流动特征,并对所得结果进行对比分析。
  (5)对 CLC型平衡阀的控制活塞部分、先导阀芯部分和单向阀芯部分进行受力分析和流量连续性方程的推导,根据受力关系利用AMESim软件对CLC型平衡阀组成的平衡回路模型进行搭建,通过设置参数,得到两种节流槽平衡阀所控制的液压缸的上升速度图,下降速度图和位移图以及单向阀芯的速度图,从而分析两种节流槽形式对阀芯和系统稳定性的影响。

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