基于流固耦合分析方法的減振器復(fù)原閥節(jié)流特性研究

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1、·機(jī)械制造與研究·李小波，等·基于流固耦合分析方法的減振器復(fù)原閥節(jié)流特性研究基于流固耦合分析方法的減振器復(fù)原閥節(jié)流特性研究李小波，沈季勝，寧曉斌，謝偉東(浙江工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，浙江杭州310014)摘要：研究基于流固耦合的減振器疊加復(fù)原閥建模分析方法。用ADINA軟件建立了節(jié)流閥三維固液耦合分析模型，用其中流固耦合分析模塊對(duì)其非線性動(dòng)特性進(jìn)行分析，得到彈性閥片的變形、油液的流場(chǎng)特性等。通過與該型號(hào)減振器技術(shù)參數(shù)對(duì)比驗(yàn)證建模的有效性。關(guān)鍵詞：液力減振器；節(jié)流閥；流固耦合；有限元分析中圖分類號(hào)：TH12文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：1671—5276(2010)04-0020

2、-03RestrictionCharacteristicStudyofShockAbsorberSuperimpositionRestorationValveBasedonFSI·LIXiao—be，SHENJi。sheng，NINGXiao—bin，XIEWei．dong(ColegeofMechanicalEngineering，ZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou310014，China)Abstract：Afiniteelementsimulationofshockabsorbersuperimpositionresto

3、rationvalvebasedonfluid-solidinteractionisstudied．Athree-dimensionalfluid-solidinteractionmodelofthethrotlevalveisbuiltbyADINA．Meanwhile，thedeformationoftheFlexiblevalvesandflowfieldcharacteroftheoilfluidareobtainedbyanalyzingthenonlineardynamiccharacteristicsofthevalveusingFSImoduleofAD

4、INA．Bycontrastwiththetechnicalparametersofthiskindmodeloftheshockabsorber，thevalidityofmodelingisverified．Keywords：hydraulicshockabsorber；valve；fluid—structureinteraction；finiteelementanalysis0引言2復(fù)原閥系流固有限元模型及后處理減振器閥系的參數(shù)化設(shè)計(jì)一直是困擾減振器設(shè)計(jì)和開2．1復(fù)原閥的流固有限元模型發(fā)的關(guān)鍵問題u。筒式液阻減振器節(jié)流閥片是影響其阻尼特『生的關(guān)鍵零件，對(duì)減振器進(jìn)行

5、動(dòng)特性仿真以及性能的預(yù)測(cè)減振器的實(shí)際工作過程為：外力作用在活塞桿上使其在的主要工作是閥系的設(shè)計(jì)。減振器的節(jié)流閥片通常是有工作腔上下運(yùn)動(dòng)，油液通過節(jié)流閥系實(shí)現(xiàn)預(yù)期的阻尼特性。多片相同或不同厚度節(jié)流閥片疊加起來，以保證其相應(yīng)的阻實(shí)際建模過程中，通過固定活塞，對(duì)油液施加與活塞運(yùn)動(dòng)相尼特性，常見的節(jié)流閥有彈性閥板組型、彈性閥板與螺旋彈同大小相等方向相反的速度載荷，來模擬減振器工作的復(fù)原簧組合型、板閥與螺旋彈簧組合型等，其彈性元件的位移和行程。以某減振器復(fù)原閥總成作為建模對(duì)象如圖1所示。變形與節(jié)流區(qū)域流場(chǎng)之間存在著較強(qiáng)的動(dòng)力學(xué)耦合關(guān)系，正確描述上述耦合關(guān)系是對(duì)減振器建模研究的關(guān)鍵

6、所在J。鑒于當(dāng)前疊加閥片的研究現(xiàn)狀和減振器實(shí)際設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工的需要，本文以某減振器為例，用有限元軟件建立了其復(fù)原閥流固耦合(P3I)有限元分析模型，仿真分析了在特定工況下疊加節(jié)流閥片的動(dòng)態(tài)響應(yīng)及油液常缺口處流場(chǎng)特性，通過該減振器技術(shù)參數(shù)對(duì)比驗(yàn)證建模的正確性。1FSI7FSI的主要特征是：固體的變形對(duì)流體的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響，流體的運(yùn)動(dòng)同樣對(duì)固體的變形起作用。FSI計(jì)算的核6心是流體與固體的分析計(jì)算以及FSI系統(tǒng)方程的求解。1一流通限位片；2一調(diào)整閥片；3一流通閥片；活塞；流體本身的非線性使流體力學(xué)連續(xù)方程求解及其困難，而5一節(jié)流閥片；6一復(fù)原閥片；7一調(diào)整閥片；8一限位片；9

7、一螺母；lo__活塞環(huán)FSI問題不僅要考慮流體域固體的數(shù)值分析，還要考慮兩者之間的耦合。圖1某減振器復(fù)原閥總成作者簡(jiǎn)介：李小波(1984一)，男，河北邯鄲人，碩士研究生，主要從事汽車減振器設(shè)計(jì)、開發(fā)研究?！?0·http：／／ZZHD．chinajourna1．net．cnE-mail：ZZHD@chainajourna1．net．cn《機(jī)械制造與自動(dòng)化》·機(jī)械制造與研究·李小波，等·基于流固耦合分析方法的減振器復(fù)原閥節(jié)流特性研究在ADINA中建立復(fù)原閥系對(duì)應(yīng)的固體和液體模型如液體模型的入口處，施加大小為2．0m／s的速度載荷圖2和圖3所