按照实际使用的插装型锥阀的参数,应用CAD软件建立了锥阀的三维几何模型。采用动网格技术,对锥阀阀芯在静止和运动两种状态时阀内的流场进行了数值模拟和可视化分析。且在仿真过程中,使用了自适应网格技术,有利于提高解的精度。所进行的研究工作为以后对阀的设计和性能优化提供了依据。

通过fluent软件对不同结构水压锥阀的瞬态模型进行了数值分析和计算,对可视化的图像进行了分析和研究,据此定性分析流道结构(速度、压力、流动的分离与再附壁,旋涡的产生与消失等)与能量损失、负压分布等的关系,并且也对锥阀的结构进行了优化设计与数值分析,不但为设计出高效率、低能耗、低噪声的水压阀提供理论依据,也为纯水液压锥阀的发展提供了一种新型结构。

根据纯水液压锥阀的结构特点,在GAMB IT软件中建立纯水液压锥阀模型,并在FLUENT软件中进行求解计算,研究纯水液压锥阀气穴流场。仿真结果表明,锥阀内部气穴发生的位置和程度与压力的分布有直接关系。研究结果对于纯水液压锥阀的气穴控制有一定的理论和实用价值。

为了研究二级节流结构在水压锥阀中的抗气蚀特性,首先从理论上进行分析,然后通过CFD软件,对不同锥角二级节流锥阀的三维流道进行气穴流场的数值模拟计算。通过仿真计算,得到相应的压力分布云图和气体体积百分比分布。分析压力分布对气体体积数的影响,并将结果与一级节流进行对比分析,采用二级节流使得节流口进出口压降减小,经过阀口的最低压力升高,气体体积百分数明显降低;在开度为0.4mm、阀芯半锥角为30°时,没有产生气泡,直接抑制气蚀的产生。因此,二级节流结构能够有效地减轻水压锥阀的气蚀现象。

以水作为工作介质的矿用单体液压支柱,水压锥阀阀口结构及流场分布直接影响支柱的支护性能,利用GAMBIT建立三种不同锥角的阀口结构,用FLuent分别对其压力、速度和湍动能进行仿真分析,得最优结构,并在此基础采用二级节流结构进行优化;研究表明在传统的阀口结构中,阀口锥角为60°时流体流场分布较好,但仍存在负压和能量损失,优化后的二级节流结构内部流场分布更加均匀。

根据纯水液压锥阀的结构特点,在GAMBIT中建立不同阀口形状的纯水液压锥阀模型,并在FLUENT中分别进行求解计算,研究不同的阀口形状对于纯水液压锥阀气穴流场的影响。研究结果对于纯水液压锥阀的气穴控制有一定的理论和实用价值。

应用CFD方法对阀芯运动状态下流体在锥阀内的流动状态进行了可视化计算和分析研究。参照实际锥阀的结构和参数,用CAD软件Pro/E建立了阀内流道的三维几何模型。应用前处理软件Gambit进行了网格的划分、细化,用自定义函数UDF确定了阀芯运动速度。应用Fluent中动网格技术进行了计算研究,获得了阀芯开启、关闭过程受到的瞬态液动力、流量系数与通过阀流量、阀开口度之间的定量关系。

采用计算流体动力学方法对锥阀阀腔内的流场进行数值求解,并比较分析不同阀芯直径下不同开口度对应的流量系数与液动力值。结果表明对应相同开口,阀芯直径的变化基本不会引起流量的变化,并且流量系数基本保持不变,为0.85左右;阀芯直径对阀芯作用力及稳态液动力的影响较小。该结论为锥阀的结构设计提供一定的参考。

通过对滑阀与锥阀所受稳态液动力方向的分析,明确了稳态液动力对两种阀芯的作用并非通常认为的使阀口关闭的趋势;对于内流式锥阀与外流式锥阀和滑阀不同,其稳态液动力有使阀口开启的趋势。

近年,我国航空工业发展迅速,航空产品不断更新换代,高强度、高精度和异形结构是现代航空产品零件的普遍特点,由于某些特殊结构零件限制了高精度设备的使用,只能采用普通设备进行加工,这就对加工方法提出了更高要求。本文介绍了一种钳工采用简易立式钻床加工特殊结构零件高精度密封小孔,保证尺寸精度、同轴度精度,确保零件密封性能的加工方法,通过验证,此方法可行、可靠,加工产品质量稳定。