液壓挖掘機整體式多路閥強度分析與流道優(yōu)化研究.pdf

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

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

3、用MATLAB計算過流面積，為計算流道壓力損失奠定基礎。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，設計出整個多路閥的合理結構尺寸。利用ANSYSWorkbench對多路閥進行流場仿真，深入分析特定工況下流道壓力損失狀況。采用目標函數(shù)優(yōu)化方法對流道進行參數(shù)化建模，分析相關參數(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、進行強度仿真，分析挖掘機單動作和復合動作下閥體應力分布及變形情況，結果表明各工況下閥體應力強度都小于材料的強度極限。為進一步研究閥體可靠性，通過有限壽命預測法對閥體壽命進行計算，分析安全因子及疲勞敏感性對閥體壽命的影響。最后，以多路閥綜合試驗平臺為基礎，通過不同的試驗方法對整體式多路閥泄漏、壓力損失、可靠性進行測試。結合多路閥的結構原理及特點，對試驗結果進行了分析，驗證了仿真的準確性及設計的合理性。關鍵詞：液壓挖掘機；多路閥；流場仿真；