液压集成块是液压系统中的重要元件,其压力损失等流态特性对液压系统的性能有很大影响。在3D打印增材制造的技术背景下,针对液压集成块流道中的压力损失问题,对流道结构进行了流场分析。以流道的压力损失为评价指标,选取流道的3个关键结构参数,设计了L9(34)正交试验。利用Fluent软件对不同参数组合的流体域模型进行仿真,对正交试验结果进行极差分析,得到了流道结构参数的最佳组合。仿真结果表明流道的截面形状对压力损失的影响最大,与常见的直角转弯结构相比,优化后的流道结构的压力损失降低了约0.357 MPa,最大温升下降了5 K,流动阻力减小。

受传统加工方式的限制,常用液压阀块中的流道多为直线型且主要以直角形式相交,直径不同流道在相交处截面面积发生突变,并且盲孔末端存在工艺容腔,导致阀块工作时压力损失大且不稳定.利用选区激光熔化技术可制备任意形状零件的优点,对液压阀块流道结构进行了优化设计.利用计算流体力学(CFD)对钻削方法和SLM方法制造的流道进行数值分析,并用不同方法制备出进出口截面面积不同的弯管实物进行测试验证.仿真结果与测试结果均表明,选区激光熔化制备的无工艺容腔、圆弧逐渐过渡的流道可以有效减小压力损失,且流道中流速越大,压力损失越小.

迷宫式调节阀的节流特性依赖于节流碟片流道结构,合理设计节流碟片可以有效改善调节阀性能。提出一种适用于节流碟片流道优化的设计流程,基于流体动力学理论与数值仿真方法,结合NSGA-Ⅱ多目标优化算法,实现节流碟片流道的三维结构优化设计。以节流碟片流道中流体最高速度和流量为优化目标,流道的几何尺寸作为输入量,将计算流体力学与NSGA-Ⅱ算法联合,获得了优化后流道三维结构集合。优化设计的节流碟片结构可以有效降低流体的最大流速并提高流量,改善流道的流动特性,为相关流体传动元件的设计提供参考。