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《河北工程大学》 2017年
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喷浆车液压系统阀块结构的优化研究

孟艳艳  
【摘要】:近年来,喷浆车在地下铁路、高速公路、水电工程、矿山、军工设备以及各类的地下建筑工程等领域都很常见,喷浆车中的液压系统阀块是液压压力损失的主要元件。本文对喷浆车液压系统阀块的流道进行仿真分析,基于正交试验对阀块流道的取值进行最优值分析。本文主要研究内容如下:第一,介绍了喷浆车液压系统阀块的流道组合结构特征,分析了喷浆车液压系统压力损失的主要原因,提出了降低喷浆车液压系统压力损失的方法。第二,分析了喷浆车液压系统阀块直角相交流道的压力损失,提出了降低直角相交流道压力损失的方法。第三,基于FLUENT仿真软件,对喷浆车液压系统阀块三种不同形状的流道进行分析,对典型的“垂直组合型”流道、“n型组合型”流道和“反向平行组合”流道阀块流道进行流场仿真,并得出最优的组合结构。分析了影响阀块流道的刀尖角的方向,刀尖角的度数和刀尖角前δ,确定出最优的参数。第四,基于正交试验,对阀块流道的参数进行优化,比较分析结果,得出阀块流道最优化的参数。最后,总结出喷浆车液压系统比较优的阀块流道结构和参数,为喷浆车液压系统的压力损失的降低提供理论参考。
【关键词】:液压系统 阀块流道 压力损失 流道结构 正交试验
【学位授予单位】:河北工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH137
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-9
  • 第1章 绪论9-19
  • 1.1 引言9-10
  • 1.2 喷浆车混凝土泵概述10-15
  • 1.2.1 喷浆车液压系统的发展趋势和问题11-12
  • 1.2.2 高低压切换阀对喷浆车液压系统工作时的影响12-13
  • 1.2.3 高低压切换阀块的流道结构特点13-15
  • 1.3 喷浆车液压系统流道压力损失的研究15-16
  • 1.3.1 国外研究现状15-16
  • 1.3.2 国内研究现状16
  • 1.4 喷浆车液压系统阀块研究的意义和内容16-18
  • 1.4.1 喷浆车液压系统阀块研究的意义16-17
  • 1.4.2 喷浆车液压系统阀块研究的方法17
  • 1.4.3 喷浆车液压系统阀块研究的内容17-18
  • 1.4.4 研究课题的技术路线18
  • 1.5 本章小结18-19
  • 第2章 喷浆车液压系统阀块流道的压力损失分析19-29
  • 2.1 喷浆车液压系统工作特点19-20
  • 2.2 流动阻力理论分析和流体动力学控制方程20-24
  • 2.2.1 流动阻力理论分析21-22
  • 2.2.2 流体动力学控制方程22-23
  • 2.2.3 动量方程23-24
  • 2.3 喷浆车液压系统阀块流道的沿程压力损失24-25
  • 2.4 喷浆车液压系统阀块流道的局部压力损失25-26
  • 2.5 探讨降低流道压力损失的方法26-27
  • 2.6 本章小结27-29
  • 第3章 喷浆车液压系统阀块流道的建模29-36
  • 3.1 有限单元法29-30
  • 3.2 FLUENT软件简介30-31
  • 3.2.1 FLUENT软件的特点30-31
  • 3.2.2 FLUENT的计算类型31
  • 3.2.3 FLUENT软件的网格性能31
  • 3.3 FLUENT的求解思路及求解过程31-32
  • 3.4 喷浆车液压系统阀块的液流特性分析与建模32-35
  • 3.4.1 阀块流道数值模拟简化分析32-33
  • 3.4.2 三种阀块流道几何模型的建立33
  • 3.4.3 阀块流道几何模型网格划分33-35
  • 3.5 本章小结35-36
  • 第4章 喷浆车液压系统阀块流道仿真分析36-49
  • 4.1 阀块流道数值计算压力损失的设置36-38
  • 4.1.1 喷浆车阀块直角相交流道的液流特性分析37-38
  • 4.2 阀块流道参数对直角相交流道对压力损失的影响38-42
  • 4.2.1 不同方向的阀块流道刀尖角对压力损失的影响38-40
  • 4.2.2 不同度数的阀块流道刀尖角对压力损失的影响40-42
  • 4.2.3 不同的刀尖角前δ对阀块压力损失的影响42
  • 4.3 三种不同组合流道对压力损失的分析与仿真42-48
  • 4.3.1 三种组合流道的压力损失机理43-47
  • 4.3.2 阀块流道的布局方式对流道压力损失的影响47-48
  • 4.4 本章小结48-49
  • 第5章 基于正交试验的喷浆车液压系统的阀块流道优化49-55
  • 5.1 喷浆车液压系统阀块流道优化设计方法49-51
  • 5.1.1 阀块流道的参数优化方法概述49
  • 5.1.2 正交设计的试验设计方法49-50
  • 5.1.3 正交设计的试验方案确定50-51
  • 5.2 基于正交设计的试验结果分析51-54
  • 5.2.1 试验结果分析51-53
  • 5.2.2 参数的优化取值53-54
  • 5.3 本章小结54-55
  • 结论与展望55-57
  • 致谢57-58
  • 参考文献58-61
  • 作者简介61
  • 攻读学位期间主要的研究成果目录61-62

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