考虑稳态液动力的锥阀阀芯可靠性分析

王海芳, 褚天争, 王继强, 张 恒

(东北大学秦皇岛分校控制工程学院,河北秦皇岛 066004)

考虑稳态液动力的锥阀阀芯可靠性分析

王海芳, 褚天争, 王继强, 张 恒

(东北大学秦皇岛分校控制工程学院,河北秦皇岛 066004)

以单向锥阀阀芯为例,应用蒙特卡罗数值模拟法,考虑了锥阀阀芯在工作过程中所受到的稳态液动力,将其作为面载荷并与其他工作因素相结合,利用ANSYS建模及其PDS(Probabilistic Design System)模块进行可靠性分析,获得了锥阀阀芯的应力分布图、可靠度以及灵敏度图.在置信度为95%的情形下,计算得到阀芯可靠度为99.82%.分析结果表明:稳态液动力、工作压力以及最大截面圆半径是影响可靠性的最主要因素.为其结构设计优化提供了定性及定量的依据,同时证明了稳态液动力对锥阀阀芯可靠性有较大影响,在设计过程中不可忽略.

可靠性; 液压阀; 灵敏度; 稳态液动力

0 引言

单向锥阀作为液压系统中的常用元件,应用广泛.锥阀阀芯的传统可靠性设计主要采用常规的安全系数法,形式简单明了,但也具有一定的经验性和保守性[1-3].另外,考虑到液压阀所用材料的强度具有随机离散性,零件的应力也因尺寸的误差及表面加工粗糙度的不同而随机波动,使安全系数法的定量概念变得模糊不清[4-7].而基于数值分析的现代可靠性设计,将非线性的功能函数进行线性化,解决了上述因材料数据及制造误差带来的随机离散化的问题.论文基于现代可靠性设计理论,应用……