基于ansys固液耦合的液压阀仿真分析与改进

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阀芯运动公式：· S ÷P口 so- -S -F M-囊b盘后腔压力：E dpj E等 E 口EIpo-pc[ -： dpe参 考 HAYASHI在 (Chaosin a hydrauliccontrol valve-文中得出的液动力公式：液动力 ”：。(P。-Pi ㈢sinz ayXCp ccpo·y为常数。

3初步仿真根据以上计算初步仿真得到的震动频率约为 400HZ，与实际的震动频率 500～700HZ相 比，误差较大〖虑到液动力公式是-种半经验公式，应用于不同类型的阀时或多或少会产生-定量的偏差。因此我们认为产生误差的原因主要是因为液动力公式不完善，于是我们决定用 ANSYS CFX对液压阀进行 3D建模仿真，通过仿真结果直接得出液动力的经验公式，并用经验公式来改进我们的数学模型。

4仿真液动力经验公式我们用 solidworks对阀体进行了三维建模，并利用AnsysCFX进行固液耦合仿真分析，分别得到了不同阀口开度、不同人口压力的情况下的液动力值。由测得的数据画出不同入口压力下液动力随开度变化的曲线▲-步数据处理后得到液动力的经验公式：FB。w(12.748(P0·PiPc)-1.2569)X5改进阀体结构利用经验公式对数学模型进行了改进后，继续用CFX进行了仿真〖虑到可能影响阀体震动的主要因素有如下几点：(1)流体压力；(2)阀芯密度；(3)液体弹性系数；(4)弹簧弹性系数；(5)阻尼孔直径。

采用控制变量法分别改变上述参数，得到了相对应的的开度 -时间曲线，发现只有阻尼孔直径对阀芯开度变化的影响最大 (如图 2)，而且减小阻尼孔的直径可以明显地减小阀芯开度的变化，即减小震动。

Power Electronics电力电子阻尼孔直径从 3毫米改为2毫米和 l毫米后 ，震动的情况依次有了明显的改观。目前该改进方案已交给相关公司并被采纳。

7结论在研究 过程中，我们阅读 了大量相关文 献， 发 现 从 1964年 JAMES E.FUNK 写的 (Poppet Valve Stability) 到 2009年 AlanChampneys等人写的 (Nonlinear Analysis of aSingle Stage Pressure Relief Valve)中，早期对于阀体的数学模型的建立大多忽略掉了液动力的存在，而之后的文章在对液动力的计算上也进行了大量的线性化和省略，导致其模型的缺陷。于是我们想到了运用 3D建模仿真的方式，直接得到液动力的经验公式，用这个公式来改进原先的模型，使得模型更贴近于工程实际应用，而从公司方面的反郎以得知，我们通过这个方法得到的结果是具有说服力和应用价值的。