比例伺服阀的高速运行以及油液流动状态直接影响液动力的变化,进而影响比例伺服阀和伺服机构的动静态性能。基于此,为明确比例伺服阀液动力的变化规律和特性,首先基于阀芯和阀体配合的节流口结构建立液动力的理论数学模型。然后结合流场仿真,分析不同开度和不同压差下液动力变化情况,明确液动力仿真结果和理论结果的偏差,修订液动力理论数学模型。最后,基于液动力测试平台,验证了不同开度和压差下液动力变化情况。结果表明射流角的减小会导致稳态液动力不断增大,阀口开度的增大使稳态液动力呈现先增大后减小的趋势,同时在小开度下压差越大对应稳态液动力的峰值也越大,研究成果为比例伺服阀非线性补偿控制提供理论基础。

高频激振转阀通过阀芯转动控制阀口的打开和关闭,其开度变化及油流换向使油液的轴向动量发生改变,进而产生轴向液动力干扰激振转阀的稳定运行。对高频激振转阀进行理论分析,建立阀芯轴向受力的数学模型和轴向稳态液动力方程;通过Fluent软件,对激振转阀流场进行CFD仿真分析,研究压力和轴向开度对轴向稳态液动力变化规律的影响;最后设计并搭建轴向稳态液动力测量实验台进行实验验证。结果表明轴向稳态液动力随激振转阀转角变化而规律变化,且入口节流产生的稳态液动力大于出口节流时的稳态液动力。

提出了一种滑阀稳态液动力补偿方法,即在阀芯上加工环形槽。首先对阀芯的稳态液动力进行理论分析,结果表明在阀芯上加工环形槽,能够起到稳态液动力补偿的作用;再对滑阀进行流场仿真分析,结果表明稳态液动力的补偿程度与阀套沉割槽深度、阀芯环形槽深度、宽度等因素密切相关沉割槽深度越小,环形槽深度越大,宽度越大,补偿效果越明显,补偿能力可以达到50%以上。但由于尺寸和强度条件的制约,环形槽不能完全消除阀芯稳态液动力。

选取双三角形节流槽液压滑阀作为研究对象,运用软件STAR-CD对该阀内的流场进行仿真计算,得到该滑阀在不同阀口开度时的稳态液动力数值,计算结果表明:在该双三角形节流槽液压滑阀阀口的流入和流出方向,稳态液动力均让阀口趋于关闭,其数值在流出方向略大于流入方向,且射流角变化微小,稳态液动力随着流量增加而增加。

为掌握电液控制主阀流场的分布情况,利用FLUENT软件进行数值模拟,得到了流体的压力、流线、速度和紊动能情况,并对阀芯所受稳态液动力进行了计算,为其后续研究奠定了理论基础。

本文提出了锥阀和圆柱滑阀的稳态液动力的一种补偿方法－阀套运动法，指传统的关于内流式锥阀稳态液动力的分析中的不妥之处，提出了一些新的看法，并在实验上得到证明。

本文基于一类转动式阀芯的直接驱动伺服阀的结构及其工作原理，推导了这种阀在工作时阀芯所受到的稳态液动力的数学表达式，并进行了计算，得出了一些有用的结论，这些结论对于阀结构的优化设计，阀芯驱动机构的选择设计及伺服阀特性的分析具有很好的指导作用。

针对实际工程中锥阀经常出现振动、噪声等现象，通过设计实验观察振动情况，发现锥阀的振动是规律的周期振动。将CFD的计算结果同系统动力学模型的参数结合起来，对可能引起锥阀振动的原因如稳态液动力和瞬态液动力进行仿真分析。结果表明：稳态液动力并非引起锥阀发生周期振动的原因，瞬态液动力才是锥阀产生周期振动的原因。

利用AMESim平台搭建多路阀铲斗联负流量控制系统,在不同负载条件下仿真得到输出流量与阀芯行程之间的关系,并以此确定FLUENT仿真模型在不同阀芯行程下的进口油液速度。基于FLUENT仿真,发现随着阀芯行程的增大,阀芯上的稳态液动力先增大后减小,方向与阀芯运动方向相反,使阀口趋于关闭,且负载越大,稳态液动力越小。通过误差分析发现,在计算阀芯操纵力时,忽略稳态液动力,会导致较大的计算误差。所以在建立阀芯的静态力平衡方程时,有必要将稳态液动力考虑在内。

针对某型装甲车辆综合传动缓冲换挡阀，建立了该滑阀不同开度的三维几何模型，应用Fluent仿真软件对滑阀的内部流场进行了可视化计算和分析研究，得到了滑阀不同开度的流场特性与稳态液动力变化规律。进一步考虑轴颈直径对液动力的影响，提出在阀芯轴颈满足刚度与强度的条件下，宜尽量减小轴颈的直径。针对具体模型，通过理论计算与仿真值对比分析，引入修正系数，利用最小二乘法得到引入修正系数的计算公式，可以部分代替大量实验验证，减小工作量。