随着流体传动和控制在机械领域中的广泛的应用．正确分析和计算流体在流动中的牯性阻力，已成为很重要的课题．文中对不同边界条件下、平行放置的平板之间的层流缝隙流动给出了粘性阻力和沿程损失系数的计算公式．为正确、方便地计算平行平板问流动提供了理论依据．

遍览液压传动教材,可以看到这样一个问题其中应用的公式,大部分是在理想状态下推导出来的.应用这样的公式解释公式所反应的规律,是可以的.但如果用这样的公式进行工程上的计算,势必产生很大的误差.因为我们的教材,不仅仅作教材用,工程上也常用它来解释现象和进行分析计算.所以,在编写教材时要注意公式在特殊工作条件下的“修正” 系数的引入.下面仅以液压系统中常常用到的缝隙流动的流量计算为例来说明.

后缘舵在机翼的遮挡下其热流峰值明显低于全动舵,但因其与机身、机翼均会发生干扰,其局部流动结构和热环境特性更为复杂。基于数值模拟方法及风洞试验开展了后缘舵/机身缝隙干扰区的气动加热机理研究,发现后缘舵在机身上的投影线处形成一条高热流条带,该热流条带上的热流干扰因子远大于压力干扰因子。数值模拟结果及风洞试验的纳米示踪的平面激光散射技术均表明产生这一现象的原因是气流在翼面迎背风压差的作用下穿过缝隙对机身与舵之间的漩涡产生抽吸,高温气体向机体下方运动在机身上再附形成高热流带。基于此分析,提出通过底面局部倒圆角、减小漩涡再附角度进而降低机身干扰热流峰值的局部外形优化方法。3个典型工况的数值计算结果表明,优化后的模型较原始模型峰值热流降热幅度达到了27%~31%,降热效果显著。

基于液压挖掘机多路阀阀芯与阀腔微观表面的分形特征,通过W-M函数,建立阀芯与阀腔的表面数学模型;通过Matlab软件进行编程,建立各向异性的三维表面形貌模型,并比较不同分形维数对阀芯与阀腔表面形貌的影响。针对阀芯与阀腔间的缝隙流动,建立缝隙流动模型,通过Fluent软件来分析液压油在缝隙中流动时油压和油速的变化。结果表明随着分形维数的增大,阀芯的表面粗糙度呈增大的趋势;液压油在缝隙中流动时,表面粗糙度对压力降有着重要的影响,对流体的流速有一定的影响,阀芯与阀腔的表面粗糙度越大,油液的压力降越大,流速越小。

利用AMESim软件和Fluent软件对轴向柱塞泵柱塞副进行仿真分析,通过AMESim柱塞泵模型得出柱塞腔压力曲线。在Fluent软件中通过UDF功能实现压力及运动速度的定义。比较分析6种不同结构柱塞的缝隙流动和均压特性。结论表明,不同的沟槽宽度和沟槽深度会对通过缝隙的流量和摩擦副油膜压力产生影响。沟槽宽度越大,通过缝隙的流量越大,沟槽深度越大,通过缝隙的流量越小。沟槽宽度和深度增加都会使均压效果更好,其中槽宽对均压特性影响更大。无沟槽结构柱塞通过缝隙的流量最小,但是均压效果最差。矩形沟槽结构柱塞在5种有沟槽结构柱塞中通过缝隙的流量最小,均压效果最好。该研究可为柱塞的密封与均压性能协同优化设计提供参考。

二维(2D)伺服阀具有动态特性好、功率质量比高等特点,启动时阀芯先转动,后在先导级控制油的作用下阀芯轴向运动,故阀芯和阀套之间的二元缝隙流产生的摩擦阻力是影响其特性的重要因素。为研究二元缝隙流对摩擦阻力的影响,对10通径2D伺服阀阀芯右侧的缝隙流进行理论分析和仿真研究。研究结果表明:阀芯上的摩擦阻力与缝隙宽度、入口压力和动壁面运动速度都有密切的关系;其值随着缝隙宽度增加先下降然后增加,存在最优缝隙宽度,且最优值小于一元

针对2D电液比例换向阀阀芯卡滞现象,应用缝隙流动原理,对2D阀芯有无偏心情况下的径向卡紧力进行系统理论分析,得到2D阀芯液压卡紧力计算方法;运用MATLAB软件进行数值计算,得出2D阀芯径向卡紧力与偏心量和高低压孔夹角间的关系;根据2D阀特性,提出2D电液比例换向阀阀芯改进措施,应用Fluent软件对阀芯表面的流场进行CFD仿真分析,比较了改进前后的流速矢量和压力分布情况,验证了改进措施的正确性。改进后的2D电液比例换向阀在中高压实验中无＂卡滞＂现象出现,实现了高压大流量的比例控制。

介绍了2D电液转阀式换向阀的工作原理,提出了一种2D电液转阀式换向阀的设计方案;应用缝隙流动原理,对2D电液转阀式换向阀阀芯在偏心情况下的径向卡紧力进行系统理论分析,得到阀芯液压卡紧力的理论计算公式;运用MATLAB软件进行数值计算,得出阀芯径向卡紧力与偏心角位置和高低压槽口夹角的关系。

基于Workbench平台利用双向流固耦合的方式对不同边界条件下换向阀内的流体运动进行了模拟与分析得到了换向阀内液压油的流体特性在各个开度以及不同流量下的变化规律并对差异出现的原因进行了分析针对开度较小时的情况单独对液压油的缝隙流动做了模拟并对缝隙流动时流体的流速与压力的分布情况做了比较分析缝隙流动时流体运动并不均匀;对液压系统进行了流体冲蚀分析得出了换向阀的冲蚀规律;对液压系统在液压油影响下的受力情况做了分析得出了换向阀在液压油流动时的压力分布并进一步对换向阀在液压力的作用下的位置变动进行了分析.

基于W-M函数建立滑阀式液压阀阀芯与阀腔微观表面各向异性的三维形貌模型并建立阀芯与阀腔间缝隙流动模型;运用Fluent软件分析液压油在压差与剪切共同作用下在缝隙中流动时油压和流速的变化。结果表明：当油液在压差与剪切共同作用下缝隙中流动时阀芯表面的剪切力大于阀腔阀芯与阀腔的表面粗糙度越大剪切力的波动程度越大油液受到的阻碍作用越大油液的流速越小;阀芯的表面粗糙度越大其径向不平衡力越加剧从而会造成阀芯与阀腔的磨损加快。