为了解决工程机械复杂工况下难以准确建立液压滑阀动态模型的问题，提出了面向多学科交叉的液压滑阀数字化建模方法。考虑内部流体动力学对滑阀系统的影响，利用 CFD 方法对滑阀工作时的内部动态耦合过程进行了解析，分析了滑阀动态工作过程中过流截面面积、流量系数、液动力随阀芯位移的变化规律，并将它们作为滑阀数字化设计系统的边界载荷和输入参数。同时，在流体动力学解析模型的基础上利用 AMESim 搭建了基于功率键合图的液压滑阀工作模型，对滑阀进行了数字化设计，分析了不同的结构和系统参数设置对滑阀性能的影响。最后，进行了液压滑阀的台架实验，验证了仿真模型的正确性。

针对液压滑阀内部结构的复杂性，以及各参数对液压滑阀流场影响的不确定性，建立了U型节流槽液压滑阀计算流体动力学（computationalfluiddynamics，CFD）三维模型，分别从阀口开度、槽口深度和工作压差3个方面对该模型进行分析，得出液压油速度场分布以及高速射流区域的形状和大小的变化趋势，计算结果以可视的图形图像形式给出。

在滑阀换向过程的三维有限元解析中,由于流固耦合造成其网格大变形,出现三维瞬态流场解析发散的问题.提出了面向滑阀三维瞬态流场解析的滑移网格法,即通过在静止网格与动态网格间用平行滑移网格连接构建三维解析模型,以避免瞬态流场解析中动态网格反复重构所造成的计算发散问题,实现滑阀换向过程的三维瞬态流场解析.研究以某液压挖掘机多路阀回转联为对象,以液压元件动态特性试验台试验结果为基准,对比平稳工况条件下的解析值与实验结果,验证了滑移网格法在滑阀三维瞬态流场解析中的适用性,为建立挖掘机动态载荷与其阀芯结构形态间的动力学映射关系提供了工程化表达路径.

液压阀在液压传动中的作用至关重要,其阀门失效将致使整个液压系统的稳定性下降,也对工作人员的正常作业构成了安全隐患。为解决阀门失效问题,建立了液压滑阀阀腔内流体与阀门组件的流固耦合分析模型,经仿真得到阀门内部应力集中分布区域,并提出了相应的改进措施。此研究可为滑阀式多路阀的安全性、可靠性设计提供理论依据。

针对滑阀理论计算、流场解析得出的内泄漏值均与试验实测值之间存在一定差异的现象,分析造成该现象的两个因素:开口倒角形状和形位公差。应用流场解析与试验相结合的方法,研究去毛刺后开口倒角形状对泄漏量的影响以及形位公差对泄漏量的影响,结果表明,形位公差对泄漏量的影响较大,并且倒圆角更有利于控制泄漏量。

针对节流温升及进出口压差导致滑阀阀芯变形引起卡滞的问题,采用Fluent和Workbench分析软件对具有U形节流槽的滑阀、全周开口滑阀的液-固温度场和阀芯热变形进行数值计算。结果表明:在阀口附近及流束冲击壁面有局部高温,由此导致的阀芯变形量达数微米,最大可达到配合间隙(一般10μm左右)的50%。随着U形节流槽个数的增加,阀芯的变形量也会随之增大。全周开口时,阀芯变形量最大,滑阀阀芯的变形可能直接导致卡紧现象。当油液压力单独作用于阀芯时,其导致阀芯发生的变形量非常小,基本可以忽略不计。

采用Fluent中修正后的RNGk-ε湍流模型、壁面函数、Z-wart空化模型对滑阀V形节流口的空化特性进行数值计算。结果表明:V形阀口产生空化的主要原因是:油液在快速流经阀口时受到了强烈的剪切作用,导致内部微小气泡被释放出来,V形节流槽斜面逐渐生长起来的气泡在节流边脱落,这主要与边界层的分离现象有关。背压对气穴现象有明显的抑制作用,背压较高时空泡的脱落周期变短、空化范围明显减小,气穴位置移向靠近阀芯处。

航空、航天液压系统中滑阀的阀芯阀套间隙中的侧压力分布不均时,会出现液压卡紧现象,造成液压系统故障。阀芯上的均压槽可以有效地减弱间隙中分布不均的侧压力,防止出现液压卡紧。基于圆柱坐标系下的纳维-斯托克斯(N-S)方程,建立了带有矩形槽的阀芯阀套间隙侧压力分布的数学模型。为了验证数学模型的准确性,通过数值模拟进行对比,并修正了该数学模型。

可控震源作为一种高效、环保、安全的勘探装备,已广泛应用于石油天然气勘探。随着地质勘探精度要求的提高,对可控震源输出信号精度的要求越来越高。而由于液压伺服阀滑阀内存在湍流扰动,导致液压系统压力波动,降低了对动作机构的控制精度,影响了输出信号的品质。利用FLUENT软件研究液压伺服阀滑阀内的流态扰动规律,分析表明湍流扰动的增加速率在阀芯刚打开时为最大值,但积累量小扰动不明显,滑阀内部流场呈环向轴对称分布。随着阀口开度逐渐增大,积累量逐渐增加,内部流场达到充分湍流状态。对阀体结构进行优化,结果表明当阀套开孔直径为12 mm时,湍流扰动最小,有利于提高输出信号精度。

该文通过详细分析影响阀控缸一体化元件响应时间的因素并从结构和功能角度考虑找出了各因素与响应时间的关系在理论上给出一种分析方法为进一步提高阀控缸一体化元件的响应时间提供了依据.