采用流固耦合模态分析方法进行了实验研究   中山小榄升高车出租, 中山升高车出租, 升高车出租  针对小口径产品样机在试验过程中出现流量精度较差，不能满足标准要求，小压差工况下阀芯振动严重的问题，在前人研究的基础上，提出采用平均液动力修正法和压差补偿系数因子修正法，对典型参数平衡阀开孔型线公式优化修正，并通过数值模拟和真实试验进行验证；针对阀芯振动问题，提出不同的解决方案，采用流固耦合模态分析方法进行了实验研究，具体结论如下：

   (1)对比分析相关文献对动态流量平衡阀开孔型线的设计方法，以典型工况下典型口径的平衡阀阀芯开孔型线为研究对象，提出采用平均液动力修正法和压差补偿系数因子修正法对现有的型线公式进行了优化修正，得到修订后的阀芯开孔型线公式。

   (2)采用CFD计算流体力学软件，对修正后的开孔型线进行数值模拟分析研究，数值结果表明：优化型线后的平衡阀，流量控制精度整体提高，流量精度误差减小，满足工业标准的要求；对比研究阀芯端面和侧面的受力情况，探讨了平衡阀工作过程中阀芯端面所受液动力和面平均压强的规律性，二者在阀芯端面呈线性增大趋势，阀芯侧面由于受力面积发生改变，二者没有一定的规律可循。

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   (3)通过样机产品试验分析了阀芯型线优化前后流量精确度和流量误差的变化规律，验证了数值模拟的的可靠性，证实了修正方法的正确性，同时探讨了不同关键因素对平衡阀流量精度的影响。试验结果表明：优化阀芯型线后平衡阀的流量精度增大，流量误差减小，满足标准的要求；不同结构参数的改变对流量产生一定的影响，弹簧刚度增大导致流量整体也相应增大，四开孔壳体结构下的流量值均大于双开孔壳体结构下的流量值，阀芯表面粗糙度对流量影响较大，精加工后的流量值均大于精加工前的流量值；不同条件下流量系数曲线和流阻系数曲线变化规律基本一致，数值模拟值结果介于其余两者之间，水力失调程度表明试验结果失调程度较大，阀芯组件表面粗糙度对流量的整体平稳性影响较为明显。

   (4)采用流固耦合模态分析方法研究了试验过程中出现的阀芯振动问题，提出4种优化方案，结果表明：优化阀芯可变孔和增加阀芯台肩长度对振动的减弱效果不大，通过将原结构两瓣式阀芯壳体改完四瓣式阀芯壳体、增大阀芯和阀芯壳体间的间隙至0.4mm，可使阀芯组件的前六阶固有频率不在系统的共振频率范围内，避免了阀芯的共振，提高了动态流量平衡阀的稳定性。