[发明专利]一种基于CFD的轴向柱塞泵临界入口压力的预测方法

说明书

本发明公开了一种基于CFD的轴向柱塞泵临界入口压力的预测方法，包括：建立流体域几何模型；对流体域几何模型的不同部件进行网格划分；设定流体域几何模型的相关物理模型及材料性质；确定流体域几何模型的边界条件；对流体域几何模型进行仿真计算，得到当前边界条件下的轴向柱塞泵的吸入流量；将当前边界条件下的轴向柱塞泵的吸入流量与理论吸入流量进行对比，判断其比值是否满足预设区间范围；如果满足，则当前边界条件即为轴向柱塞泵的临界入口压力；如果不满足，则对当前边界条件进行调整，并再次进行仿真计算，直至比值满足预设区间范围。本发明能够准确预测轴向柱塞泵的临界入口压力，具有应用范围广、预测周期短和花费低的特点。

技术领域

本发明涉及液压传动技术领域，更具体的说是涉及一种基于CFD的轴向柱塞泵临界入口压力的预测方法。

背景技术

轴向柱塞泵具有功率密度大、效率高以及寿命长等优点，因此广泛应用于航空航天、工程机械等领域。在轴向柱塞泵工作过程中，当压力降到饱和蒸气压以下时，油液就会由于空化而产生气泡。当气泡流经高压区域时，它们会由于压力剧增而溃灭，从而对结构表面造成破坏，最终导致轴向柱塞泵寿命变短。因此，为了保证泵内部的油液压力高于发生空化的饱和压力，轴向柱塞泵的入口压力应该更高，此时的入口压力即为临界入口压力。在工程实践中，通常采用测试泵出口流量下降的拐点来判定临界入口压力。但是该方法存在诸多缺点。一方面，当泵出口流量出现流量拐点时，柱塞泵内部已经发生了严重的空化现象。另一方面，由于实验条件的限制，测试得到的临界入口压力只针对特定类型的液压油，应用范围较窄。此外，测试方法还存在周期长，花费大等缺点。

因此，如何提供一种能够准确方便预测轴向柱塞泵临界入口压力的方法，使其为工程实践提供更可靠的指导，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于CFD的轴向柱塞泵临界入口压力的预测方法，能够准确预测轴向柱塞泵的临界入口压力，具有应用范围广、预测周期短和花费低的特点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于CFD的轴向柱塞泵临界入口压力的预测方法，包括以下步骤：

建立所述轴向柱塞泵的流体域几何模型；

对所述流体域几何模型的不同部件进行网格划分，生成流体域网格；

设定所述流体域几何模型的相关物理模型及材料性质；

基于所述流体域网格，确定所述流体域几何模型的边界条件；

基于所述边界条件及所述材料性质，利用所述物理模型对所述流体域几何模型进行仿真计算，得到当前边界条件下的所述轴向柱塞泵的吸入流量；

将当前边界条件下的所述轴向柱塞泵的吸入流量与理论吸入流量进行对比，判断其比值是否满足预设区间范围；如果满足，则当前边界条件即为所述轴向柱塞泵的临界入口压力；如果不满足，则对当前边界条件进行调整，并再次进行仿真计算，直至所述比值满足所述预设区间范围。

优选的，所述流体域几何模型的建立方法为：

根据轴向柱塞泵的几何参数，在三维软件中建立轴向柱塞泵的三维几何模型；

将所述三维几何模型导入ANSYS Geometry中，利用Fill工具抽取所述三维几何模型中的流道；

对抽取后的流道的进出口进行延伸，得到新的三维几何模型，将所述新的三维几何模型作为轴向柱塞泵的流体域几何模型。

优选的，对所述流体域几何模型的不同部件进行网格划分，生成流体域网格，包括：

将所述流体域几何模型保存为stl文件格式，并导入至Pumplinx软件；

对导入的所述流体域几何模型的不同部件进行区域分割；