液压破碎锤动态性能与内部流场仿真
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前言

随着生产技术的发展,液压破碎锤具有施工安全、环保防尘、工作效率高等优势,在工程建设、矿山开采、农用山地开发等方面得到了广泛的应用。

液压破碎锤的需求量在不断增长,且客户对其性能的要求也越来越高,传统的液压破碎锤设计方法已不能满足市场的要求,需要通过数学建模、运动学仿真、数值模拟、三维实体建模、装配及运动仿真等技术手段来提高液压破碎锤的性能,以达到作业效率高、能耗低、噪声小、结构紧凑、体积小、便于安装的目的。本书就是根据这一需求撰写而成的,总结了作者多年来研发液压破碎锤的成果。这些成果包括应用功率键合图建立了液压破碎锤的数学模型,编制了其运动学仿真软件,分析了液压破碎锤仿真计算中出现刚性问题的原因,并对内部流道进行了数值模拟,得出了不同情况下流场的速度、流线、压力等可视化图像,指出了流体流动时涡旋产生的位置和大小,并对液压破碎锤进行了三维实体建模、装配及运动仿真。

本书内容遵循目前液压技术的发展方向,运用数值计算技术,以优化流体的流道结构,减少能耗和噪声,提高设计和试验水平等。为减少液压破碎锤内部流道能量损失,提高效率、寿命及降低噪声、能耗等问题,对其内部复杂流道进行了流场分析;采用了有限体积法对其内部的锥阀进行了数值模拟,计算了在不同锥阀开度、不同阀芯和阀座结构下流场结构的可视化图像;指出了阀口处及阀腔中形成涡旋的主要原因,提出了相应的改进措施,计算了流量系数与雷诺数的关系;对液压破碎锤内部直角转弯和分岔管的管道进行了数值模拟,给出了流场的数值计算可视化图像,分析了造成能量损失和流体噪声的原因。以此改善流道的结构。

液压破碎锤采用Pro/E软件建模,对液压破碎锤进行三维造型和仿真。解决了如何精确地建立形式多样的孔特征问题。利用各个零件模型,对液压破碎锤进行了虚拟装配,做了运动仿真与分析,显示其各元件的运行情况,检验设计的合理性。

全书第1、2、3、6章及附录由马金英撰写,第4、5章由许同乐撰写。

本书在撰写过程中,得到了单位领导和同事的支持、北京科技大学周志鸿教授的指导,在此表示衷心感谢!对参考文献中的作者,亦表示衷心感谢!

由于作者水平有限,书中难免有不妥和错误之处,敬请同行和读者指正。

著者