阀体ansys分析

基于ansys的液压阀体热-应力耦合分析

说明，本问只是用一例子说明分析以及一些猜想，仅供学术讨论。

问题描述：液压阀的流道分析，本文考虑了，液压油的热量、压力对流道的作用，分析阀体受力情况，以达到减小阀体尺寸的目的。

工作压力35MPa，工作温度80℃（仅作分析用），阀体材料QT500-7，简化出的机构如下图阀体材料的性能参数如下：热导率0.058W/mm.℃，弹性模量1.73E5MPa，泊松比0.3，热膨

C o，最小屈服强度300MPa。阀体尺寸和流道尺寸如下图：

胀系数10.31

为了分析方便，可以简化成平面问题，包括两个流到孔A,B。初步怀疑危险位置为C,D,E三处。

选择二维实体单元plane55，建立模型如下图：

划分网格并且加温度载荷，孔内80℃，外部加温度20℃，其中在阀体的上下左边都加载了环境温度载荷，右侧视为与其他部分连接，不加载荷。如下

运算就求解的记结果如下图，不做考虑，主要查看另外三边。

转换为结构应力模式，施加上一部中算出的温度载荷，同时在孔内加载35MPa的压力，在右侧边缘建立x方向的自由度耦合集，实现其x方向的位移相同，如下图。

运算求解，如下图。

只受到温度载荷的应力情况

只受到工作用油压力的应力情况

总结：

1，以上分析结果体现了温度载载荷和液压载荷对阀体应力的影响。在温度载荷和工作油油压的作用下，最大应力出现在C处。最大值为89.5MPa，材料的应力极限约300MPa，可见

安全系数大于3。说明壁厚过厚，可以适当减薄。也可以改用其他性能差一些的材料，以达到节约成本的目的。

2，单独温度载荷作用时，最大应力出现在内孔，最大值102Mpa。单独油压作用时，最大应力出现在内孔，最大值是73.6MPa。可见温度载荷对液压阀的受力情况贡献很大，可见液压系统油液的温度控制很重要。

3，温度载荷和油压载荷同时作用是的最大值小于温度载荷单独作用的最大值，并且最大应力区域也发生了变化，由此做如下假设性推论：适当的温度，可以缓解阀体的受力情况。当然，这个推论有待证实。

说明：以上结果和总结是在不考虑其他影响的情况下得到的，没有考虑液压冲击，材料不均匀等因素。另外，在温度载荷加载时认为与油液接触的表面温度和油温相等，与空气接触的表面与空气温度相等，没有考虑热交换率和热辐射问题。