高速开关电磁阀作为典型的伺服液压系统执行元件,逐渐成为高精密液压系统的核心部件之一。针对双复位弹簧式高速开关电磁阀的动态响应特性开展研究,建立高速开关电磁阀的多场耦合动力学模型,系统研究了高速开关电磁阀阀芯内径、弹簧刚度、线圈线径、工作温度、控制频率及占空比等对高速开关电磁阀阀芯所受到的电磁力和阀芯运动位移的影响,得到了高速开关电磁阀的优化设计参数,为进一步研制响应速度快、性能稳定、流量及承压范围大、环境适应性强的高速开关电磁阀奠定了一定的理论基础。

新型高度集成化液压电机泵将电机和液压泵的功能高度融合,具有结构紧凑、能量转化效率高等优点,在航空领域具有广阔的应用前景和研究意义。然而,液压电机泵中电机的发热及冷却一直是困扰人们且需要解决的难题。本文通过研究液压电机泵电机的发热机理,建立液压电机泵的流场、电磁场及温度场的数学模型;通过数值模拟研究液压电机泵的流场、电磁场及温度场的分布及耦合影响因素,发现自冷却流道周围流体和该流体位置所对应的壳体温度会有所降低。本文对应用于航空领域的高度集成化液压电机泵的设计及自冷却方式具有一定的指导意义。

提出一种基于ANSYS有限元的单根张拉前卡式千斤顶内热力学特性分析方法。液压油黏度对温度变化十分敏感,而且其黏度变化直接影响液压动作、传递效率和传递精度,所以对张拉千斤顶的热力学特性研究是至关重要的。热流固多场耦合的方法是所采取的研究方法,针对液压千斤顶固体和流体部分分别建立热传导模型和湍流模型,进行千斤顶热力学特性的仿真分析,得到千斤顶正常工作时液压缸内温度场、热应力场和热应变场的仿真结果图,对比仿真与试验结果,为千斤顶材料选取和结构改进提供理论基础。

辅助密封是静压型机械密封重要的组成部分,其位置变化会对高压条件机械密封的性能产生重要影响,针对该问题,本文考虑密封组件之间的多体接触关系与O形圈辅助密封的影响,建立了静压型机械密封的热流固耦合计算模型。基于此模型,分析了机械密封性能随辅助密封位置参数变化的规律和机理,对比了不同安装部位O形圈位置参数的敏感性程度。结果表明,不同安装部位O形圈的位置参数对机械密封性能影响程度显著不同,其中密封环背部O形圈对密封性能影响极大,其泄漏率的平均变化率为2.06,因此在设计和制造过程中需特别注意。

概述了液压系统多物理场耦合问题，介绍了各种耦合关系的分类方法以及液压系统中所涉及的主要物理场，并介绍了液压系统多场耦合问题的国内外研究现状。针对液压系统中常见的热、气穴、压力与流量脉动问题，分析了这些常见问题主要受到了哪些物理场的影响，并简要介绍了这些问题中存在的多物理场耦合现象，对这些问题的研究趋势进行了预测，指出在日后的研究工作中应建立多场耦合问题数学模型。最后提出了针对液压系统多场耦合特性的研究方法。