液壓挖掘機(jī)整體式多路閥強(qiáng)度分析與流道優(yōu)化研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文學(xué)校代碼密級10533液壓挖掘機(jī)整體式多路閥強(qiáng)度分析與流道優(yōu)化研究ResearchonStrengthAnalysisandFlowChannelOptimizationofIntegralMultiwayValveinHydraulicExcavator作者姓名：學(xué)科專業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：論文答辯日期尹升機(jī)械工程機(jī)電液一體化機(jī)電工程學(xué)院龔進(jìn)研究員20l壘15112答辯委員會主席中南大學(xué)2014年5月液壓

2、挖掘機(jī)整體式多路閥強(qiáng)度分析與流道優(yōu)化研究摘要：多路閥是一種多功能集成閥，由于其具有結(jié)構(gòu)緊湊、連接簡單等優(yōu)點(diǎn)，在工程機(jī)械特別是液壓挖掘機(jī)中得到了廣泛的應(yīng)用。針對現(xiàn)階段實(shí)際中存在的多路閥流道設(shè)計不合理、閥體失效等問題，本文在分析現(xiàn)有多路閥設(shè)計和研究方法不足的基礎(chǔ)上，提出了采用流場模擬及有限元法對整體式多路閥進(jìn)行研究，主要工作如下：論文結(jié)合多路閥液壓原理對多路閥關(guān)鍵結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行計算，得到其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。通過推導(dǎo)不同節(jié)流槽的閥口面積計算公式，運(yùn)

3、用MATLAB計算過流面積，為計算流道壓力損失奠定基礎(chǔ)。為保證多路閥各方面性能滿足要求，通過分析多路閥閥體與閥芯之間的泄漏量、液動力，設(shè)計出整個多路閥的合理結(jié)構(gòu)尺寸。利用ANSYSWorkbench對多路閥進(jìn)行流場仿真，深入分析特定工況下流道壓力損失狀況。采用目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化方法對流道進(jìn)行參數(shù)化建模，分析相關(guān)參數(shù)對流道壓力損失的影響。通過仿真發(fā)現(xiàn)，流道高度及流道進(jìn)口尺寸對壓力損失影響較大，且優(yōu)化后壓力損失降低明顯。利用ANSYS對多路閥閥體

4、進(jìn)行強(qiáng)度仿真，分析挖掘機(jī)單動作和復(fù)合動作下閥體應(yīng)力分布及變形情況，結(jié)果表明各工況下閥體應(yīng)力強(qiáng)度都小于材料的強(qiáng)度極限。為進(jìn)一步研究閥體可靠性，通過有限壽命預(yù)測法對閥體壽命進(jìn)行計算，分析安全因子及疲勞敏感性對閥體壽命的影響。最后，以多路閥綜合試驗(yàn)平臺為基礎(chǔ)，通過不同的試驗(yàn)方法對整體式多路閥泄漏、壓力損失、可靠性進(jìn)行測試。結(jié)合多路閥的結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn)，對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，驗(yàn)證了仿真的準(zhǔn)確性及設(shè)計的合理性。關(guān)鍵詞：液壓挖掘機(jī)；多路閥；流場仿真；