大型金属挤压机卸荷插装阀的流固耦合与冲击特性研究

该篇论文于2012年发表在《郑州大学学报(工学版)》上，标题为"大型金属挤压机卸荷过程插装阀流固耦合分析"。作者通过对大型金属挤压机卸荷过程中的关键元件——插装阀进行了深入研究。研究使用了ANSYS/LS-DYNA这一强大的动力学分析软件，该软件支持流固耦合分析，能够模拟复杂的流体与结构相互作用。 研究的核心内容包括建立插装阀的FSI（流体-结构相互作用）模型，通过理论探讨流固耦合单元算法和控制状态方程，从而揭示插装阀在卸荷过程中的瞬态力学特性和流体冲击特性。研究发现，卸荷过程的稳定性受到阀芯与阀套端盖接触时间的影响，理想的油液挤压时间不应超过0.04秒，这有助于减少冲击和振动。在平稳卸荷状态下，插装阀承受的最大冲击力峰值为140千牛顿，同时，阀套在卸荷过程中承受的Von Mises应力高达456兆帕，这些都是衡量其性能的重要指标。 该工作的意义在于，通过对插装阀流固耦合的细致分析，可以优化高压大流量场合下金属挤压机的卸压设计，避免由于能量释放不均衡造成的冲击振动和噪音，从而确保压机的稳定运行，延长设备寿命，降低故障风险。LS-DYNA软件的强大功能在此研究中起到了关键作用，它不仅支持非线性动力分析，还能处理复杂的几何、材料和接触非线性问题，使得研究人员能够深入探究这种复杂系统的动态行为。这项研究对提升金属挤压机的工艺控制技术具有实际应用价值。