基于动网格的液压缸双向流固耦合分析.pdfVIP

中国机械工程第２８卷第２期２０１７年１月下半月 基于动网格的液压缸双向流固耦合分析 张　瑞１　姜　峰１　杨　晋２　胡天威１　王卫强１ １．兰州兰石能源装备工程研究院有限公司，兰州，７３０３１４ ２．兰州交通大学机电工程学院，兰州，７３００７０ 摘要：针对液压缸偏载引起的结构磨损及液压油泄漏等问题，基于动网格方法，开展了偏载工况下 液压缸的双向流固耦合分析。研究表明：在自锁半径内，随偏载量增大，柱塞与导向套间的侧推力、柱塞 最大侧倾位移和导向套应力均增大，偏载量超过自锁半径时，三者都有所减小，但均比稳态分析结果大， 表明液压油对柱塞侧倾有“加剧”作用。因此，在液压缸偏载分析设计中，建议采用流固耦合方法，或适 当增大稳态分析结果的安全系数。 关键词：液压缸；偏载；流固耦合；侧倾 中图分类号：ＴＨ１３７ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４－１３２Ｘ．２０１７．０２．００６ Ｆｌｕｉｄ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　Ｃｏｕｐｌｉｎｇ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　Ｃｙｌｉｎｄｅｒ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｍｅｓｈ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＺＨＡＮＧ　Ｒｕｉ　１　ＪＩＡＮＧ　Ｆｅｎｇ１　ＹＡＮＧ　Ｊｉｎ２　ＨＵ　Ｔｉａｎｗｅｉ　１　ＷＡＮＧ　Ｗｅｉｑｉａｎｇ１ １．Ｌａｎｚｈｏｕ　ＬＳ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌａｎｚｈｏｕ，７３０３１４ ２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌａｎｚｈｏｕ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ，７３００７０ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇ　ａｔ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　ａｂｒａｓｉｏｎ　ｏｆ　ｇｕｉｄｅ　ｓｌｅｅｖｅ　ａｎｄ　ｌｅａｋａｇｅ　ｏｆ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｆｌｕｉｄ　ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ ｏｆｆｓｅｔ　ｌｏａｄ　ｏｆ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｃｙｌｉｎｄｅｒ，ｔｈｅ　ｆｌｕｉｄ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｃｙｌｉｎｄｅｒｓ　ｕｎｄｅｒ ｏｆｆｓｅｔ　ｌｏａｄ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｍｅｓｈ．Ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ，ｗｉｔｈｉｎ　ｔｈｅ　ｒａｄｉｕｓ ｏｆ　ｆｒｉｃｔｉｏｎ　ｃｉｒｃｌｅ，ｓｉｄｅ　ｔｈｒｕｓｔ　ｏｆ　ｐｌｕｎｇｅｒ　ｔｏ　ｇｕｉｄｅ　ｓｌｅｅｖｅ，ｔｈｅ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｒｏｌｌ　ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｐｌｕｎｇｅｒ　ａｎｄ ｓｔｒｅｓｓ　ｏｆ　ｇｕｉｄｅ　ｓｌｅｅｖｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ　ｏｆ　ｏｆｆｓｅｔ　ｌｏａｄｓ．Ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｏｆｆｓｅｔ　ｌｏａｄ　ｉｓ　ｌａｒ－ ｇｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｒａｄｉｕｓ　ｏｆ　ｆｒｉｃｔｉｏｎ　ｃｉｒｃｌｅ，ｔｈｅ　ｔｈｒｅｅ　ｉｔｅｍｓ　ｄｅｃｒｅａｓｅ　ｂｕｔ　ｓｔｉｌｌ　ａｒｅ　ｌａｒｇｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｕｎｄｅｒ ｓｔｅａｄｙ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｗｈｉｃｈ　ｉｎｄｉｃａｔｅｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｆｌｕｉｄ“ｉｎｔｅｎｓｉｆｙ”ｔｈｅ　ｒｏｌｌｓ　ｏｆ　ｐｌｕｎｇｅｒ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｉｎ　ｔｈｅ　ｏｆｆｓｅｔ　ｌｏａｄｉｎｇ　ａｎａｌｙｓｅｓ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｃｙｌｉｎｄｅｒｓ，ｆｌｕｉｄ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ