基于流固耦合分析方法的减振器复原阀节流特性研究

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1、·机械制造与研究·李小波，等·基于流固耦合分析方法的减振器复原阀节流特性研究基于流固耦合分析方法的减振器复原阀节流特性研究李小波，沈季胜，宁晓斌，谢伟东(浙江工业大学机械工程学院，浙江杭州310014)摘要：研究基于流固耦合的减振器叠加复原阀建模分析方法。用ADINA软件建立了节流阀三维固液耦合分析模型，用其中流固耦合分析模块对其非线性动特性进行分析，得到弹性阀片的变形、油液的流场特性等。通过与该型号减振器技术参数对比验证建模的有效性。关键词：液力减振器；节流阀；流固耦合；有限元分析中图分类号：TH12文献标志码：B文章编号：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复原阀系流固有限元模型及后处理减振器阀系的参数化设计一直是困扰减振器设计和开2．1复原阀的流固有限元模型发的关键问题u。筒式液阻减振器节流阀片是影响其阻尼特『生的关键零件，对减振器进行

5、动特性仿真以及性能的预测减振器的实际工作过程为：外力作用在活塞杆上使其在的主要工作是阀系的设计。减振器的节流阀片通常是有工作腔上下运动，油液通过节流阀系实现预期的阻尼特性。多片相同或不同厚度节流阀片叠加起来，以保证其相应的阻实际建模过程中，通过固定活塞，对油液施加与活塞运动相尼特性，常见的节流阀有弹性阀板组型、弹性阀板与螺旋弹同大小相等方向相反的速度载荷，来模拟减振器工作的复原簧组合型、板阀与螺旋弹簧组合型等，其弹性元件的位移和行程。以某减振器复原阀总成作为建模对象如图1所示。变形与节流区域流场之间存在着较强的动力学耦合关系，正确描述上述耦合关系是对减振器建模研究的关键

6、所在J。鉴于当前叠加阀片的研究现状和减振器实际设计、生产加工的需要，本文以某减振器为例，用有限元软件建立了其复原阀流固耦合(P3I)有限元分析模型，仿真分析了在特定工况下叠加节流阀片的动态响应及油液常缺口处流场特性，通过该减振器技术参数对比验证建模的正确性。1FSI7FSI的主要特征是：固体的变形对流体的运动产生影响，流体的运动同样对固体的变形起作用。FSI计算的核6心是流体与固体的分析计算以及FSI系统方程的求解。1一流通限位片；2一调整阀片；3一流通阀片；活塞；流体本身的非线性使流体力学连续方程求解及其困难，而5一节流阀片；6一复原阀片；7一调整阀片；8一限位片；9

7、一螺母；lo__活塞环FSI问题不仅要考虑流体域固体的数值分析，还要考虑两者之间的耦合。图1某减振器复原阀总成作者简介：李小波(1984一)，男，河北邯郸人，硕士研究生，主要从事汽车减振器设计、开发研究。·20·http：／／ZZHD．chinajourna1．net．cnE-mail：ZZHD@chainajourna1．net．cn《机械制造与自动化》·机械制造与研究·李小波，等·基于流固耦合分析方法的减振器复原阀节流特性研究在ADINA中建立复原阀系对应的固体和液体模型如液体模型的入口处，施加大小为2．0m／s的速度载荷图2和图3所