利用Fluent计算流体软件对液压锥阀的内部流场进行分析，经对阀芯不同开口量的可视化分析，采用标；住紊流模型模拟了内部流体的流动状态及漩涡的产生区域，并对其稳态液动力进行了分析，可为阀的整体性能和结构优化提供参考依据：

在三维CAD软件SolidWorks中创建液压锥阀的三维模型,用有限元分析软件COSMOS/FloWorks,对其进行静态分析,掌握锥阀阀腔内流体的流场流速分布及压力场分布的情况,并根据有限元的计算结果,以阀心的优化设计为例,介绍了用有限元对锥阀的优化设计过程。

液压先导锥阀是液压驱动系统的最基本控制部件,其开启特性的优劣直接影响系统的品质。在对先导锥阀的结构及工作原理分析的基础上,建立了其等效单自由度振动模型,并借助M ATLAB仿真出在不同参数下锥阀芯开口程度随时间的变化规律曲线。通过对曲线的比较,从中得出针对不同的功能要求设计锥阀的依据。

以水压锥阀为研究对象,通过在阀芯表面加工规律分布的表面微造型以改善阀腔内的润滑性能。基于CFD方法建立仿真模型,研究表面微造型的形貌、几何尺寸以及分布密度对阀腔内润滑性能的影响,研究结果表明加工有圆台形表面微造型的水压锥阀阀腔内润滑性能较好;当单元微造型面积占有率Sp选择在40%左右,高度比δ选择在1.2左右时,阀腔内润滑性能较好;表面微造型分布密度越大,阀腔内润滑性能越好。

文中指出一般内流式锥阀流体力分析中选用一个控制体积的不足，选取了阀腔上、下流两个控制体积，运用两次动量变化的概念，得到新的内流式锥阀液动力理论方程，为了实用方便，文中给出了一种近似计算公式。

设计了专门的锥阀阀芯锥面压强分布与液动力的实验装置，测量了内流式锥阀阀芯压强分布，测定并分析了液动力的变化规律。

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。

阐述液压锥阀阀口产生气穴现象的原因及影响因素,建立液压锥阀的几何模型和数学模型,采用ANSYS软件对优化前后的液压锥阀阀口进行流场分析,得到阀口流场的压力分布图和速度矢量分布图。分析结果表明采用二级节流并在阀芯及阀座的关键部位以过渡圆弧代替直角的锥阀结构,可以减小锥阀过流缝隙前后的压差,有效降低锥阀阀口气穴发生的可能性,并减小了噪声、振动和能量损失。

对液压锥阀的内部流场采用CFD(Computational Fluid Dynamics)方法进行数值模拟,通过移动网格技术,研究锥角大小和阀芯圆周直径以及同一调定压力下不同额定流量对锥阀芯静态和动态性能的影响,其次计算了阀口倒角对锥阀性能的影响。结果表明阀芯圆周直径B值对锥阀动、静态特性有较大影响,当B=15mm时,锥阀的动、静态性能都较好,且对于同一种阀芯结构,随着额定流量的增加,锥阀的静态调压偏差增大,即开启比降低,而合适的阀口倒角长度可以有效提高锥阀的开启比5%左右。

液动力是设计、分析液压控制阀及液压系统考虑的重要因素之一。文中采用动网格技术,利用UDF功能给定阀芯不同的运动速度,仿真研究了不同阀芯速度以及不同边界条件的锥阀阀内的流场,分析了插装型锥阀在开启和闭合工作过程中不同的边界条件下阀芯所受的液动力。所进行的研究工作对于系统建模分析和锥阀液动力的补偿研究提供了依据。