负载敏感多路阀阀芯节流槽热变形分析及其参数优化

作     者：陈远玲 廖国陆 王宜前 欧阳崇钦 李固 任晓智 

作者机构：广西大学机械工程学院 广西中源机械有限公司 

出 版 物：《机床与液压》 (Machine Tool & Hydraulics)

年 卷 期：2024年

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0804[工学-仪器科学与技术] 

基　　金：广西科技重大专项(项目编号桂科AA23062092) 广西重点研发计划项目(项目编号桂科AB23026113) 

主　　题：多路阀 流固热耦合 ANSYS Workbench BP代理模型 NRBO算法 

摘      要：针对多路阀中的阀芯磨损和卡滞问题，本文基于流固热耦合分析对小型挖掘机回转联阀芯节流槽参数进行优化。基于ANSYS Workbench平台对不同开度下的多路阀模型进行流固热耦合仿真，在阀口压差为2MPa条件下，分析对比三角+U节流槽不同开度下多路阀内部速度场、温度场及结构场。仿真结果表明：随着阀口开度的增加，节流槽处的油液最大速度呈现整体下降趋势，阀芯最高温度呈现出先上升后下降趋势，温升区域逐渐扩大，开度为2mm时局部温度和形变均达到峰值，分别为116.3℃和4.43μm。以阀芯开度为2mm的模型为对象进行进一步研究，通过正交实验获得不同节流槽结构参数下的阀芯最大形变量数据库，再采用BP神经网络建立代理模型，并结合牛顿-拉夫逊优化算法（NRBO）获得最优节流槽参数组合，优化后阀芯的最大形变下降了35.65%；最后通过台架实验对仿真模型进行验证，回转联P-LS和P-LS-A流道在额定流量下的压力损失试验结果分别为1.78 MPa和2.14 MPa，与仿真结果基本一致。