应用一种基于可靠性分析的单向阀阀芯优化设计方法,考虑单向阀阀芯设计过程中结构尺寸参数和作用载荷的随机性,基于现代可靠性设计理论,应用ANSYS/PDS设计分析模块,采用Monte-Carlo法中的拉丁抽样技术计算阀芯的可靠度.通过概率敏感性分析确定优化设计变量,以单向阀阀芯质量为目标,利用有限元分析软件ANSYS进行优化设计,结果相对初始设计的阀芯质量减少了31.36%,避免了可靠度富余,降低了成本.

液压阀是液压系统的核心元件,以常见的球阀为例,对其进行受力分析.基于Archard磨损计算公式和球阀几何关系求得球阀磨损深度函数,根据一次二阶矩设计验算点法,构造了液压球阀多参数状态函数;基于Matlab编程求得液压球阀的磨损可靠度和设计验算点,分析了球阀管道内径、压力、弹簧预紧力、材料硬度变化对其可靠度的影响.结果表明:可靠度设计点法计算值与蒙特卡洛仿真值接近,说明球阀磨损线性函数可信;球阀各参数对磨损可靠度不是简单的单调线性关系,各参数在一定区间范围内球阀可靠度较高.上述工作为液压球阀的前期优化设计和后期工作参数的选择提供了理论参考.