[发明专利]液压阀的液动力优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及液压阀的液动力优化方法，属于液压阀结构优化技术领域。

背景技术

液动力是液压阀内的一个重要作用力，对阀的受力平衡、阀的操纵以及响应特性都有较大影响。补偿液动力是高要求液压阀中常需进行的工作。由于液动力作用规律的复杂性，常需进行大量的人工计算和筛选，才能找到合适的参数，以取得最佳的补偿液动力效果，这种大量的计算工作，造成液压阀的设计工作效率低。

发明内容

本发明目的是为了解决现有对液压阀的结构优化设计需要大量的人工计算和筛选，以补偿液动力的影响，造成其设计工作效率低的问题，提供了一种液压阀的液动力优化方法。

本发明所述液压阀的液动力优化方法，它包括以下步骤：

步骤一：根据液压阀的种类、结构尺寸以及工作参数，确定可优化结构参数；

步骤二：从可优化结构参数中选定待优化结构参数，并确定待优化结构参数的取值范围；

步骤三：根据液压阀的当前结构尺寸，建立液压阀的阀流道三维模型；

步骤四：对阀流道三维模型进行网格划分，并计算液压阀的阀内流场；

步骤五：根据阀内流场的计算结果提取液压阀的阀芯所受液动力；

步骤六：根据液压阀的液动力建立优化目标函数，并确定待优化结构参数的约束条件，同时设置优化目标函数的预期迭代次数和迭代停止精度；

步骤七：根据待优化结构参数的约束条件对优化目标函数进行优化迭代，当迭代次数小于或者等于预期迭代次数，并且迭代结果满足迭代停止精度时，输出待优化结构参数的当前迭代结果，更新液压阀的结构尺寸，从而实现液压阀的液动力优化，优化过程结束；否则修改待优化结构参数值为当前迭代结果，返回步骤三，直至达到预期迭代次数，优化过程结束。

本发明的优点：本发明方法针对液压阀进行全自动的结构参数寻优，使得优化后的液压阀具有最小的液动力。优化过程主要包括建立阀流道三维模型、应用计算流体力学方法计算阀流道流场、根据流场计算结果提取液动力、以液动力绝对值或平方值为优化目标优化设计指定的结构参数。优化过程自动迭代，最终获得液动力最小的阀结构参数。

附图说明

图1是本发明所述液压阀的液动力优化方法的流程图；

图2是滑阀的流道结构示意图；图2中：C1为阀体，C2为阀芯，C3为阀芯盲肠流道，C4为阀芯补偿台肩后流道，C5为阀体II口流道，C6为阀芯补偿挡板前流道，C7为环腔中段流道，C8为节流口后阀芯流道，C9为节流口段阀芯流道，C10为阀体节流口前流道，C11为阀体I口流道，C1-1为阀体上沉割槽，C1-2为阀体油口二，C1-3为阀体下沉割槽，C1-4为阀体油口一，C2-1为阀芯液动力补偿挡板；

图3是锥阀的流道结构示意图；图3中：E1为阀芯，E2为档版上流道，E3为阀体，E4为挡板外流道，E5为锥阀口后流道，E6为锥阀口前流道，E7为入口流道，E1-1为液动力补偿挡板；

图4是优化迭代过程挡板距离曲线图；

图5是优化迭代过程挡板直径曲线图；

图6是优化迭代过程液动力曲线图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述液压阀的液动力优化方法，它包括以下步骤：

步骤一：根据液压阀的种类、结构尺寸以及工作参数，确定可优化结构参数；

步骤二：从可优化结构参数中选定待优化结构参数，并确定待优化结构参数的取值范围；

步骤三：根据液压阀的当前结构尺寸，建立液压阀的阀流道三维模型；

步骤四：对阀流道三维模型进行网格划分，并计算液压阀的阀内流场；

步骤五：根据阀内流场的计算结果提取液压阀的阀芯所受液动力；

步骤六：根据液压阀的液动力建立优化目标函数，并确定待优化结构参数的约束条件，同时设置优化目标函数的预期迭代次数和迭代停止精度；

步骤七：根据待优化结构参数的约束条件对优化目标函数进行优化迭代，当迭代次数小于或者等于预期迭代次数，并且迭代结果满足迭代停止精度时，输出待优化结构参数的当前迭代结果，更新液压阀的结构尺寸，从而实现液压阀的液动力优化，优化过程结束；否则修改待优化结构参数值为当前迭代结果，返回步骤三，直至达到预期迭代次数，优化过程结束。

本实施方式中，液压阀的结构尺寸由设计人员提供，其工作参数包括前后压差；步骤六中的预期迭代次数推荐1000次，迭代停止精度推荐0.001。