路燈車出租， 清遠路燈車出租， 花都路燈車出租   電靜液作動器的柱塞泵有限元仿真模型    柱塞泵是電靜液作動器中機械能轉變為液壓能的關鍵部件。在該轉換過程中，存在著泄漏與摩擦導致的功率損失。由于柱塞泵的工作性質，泵內部充滿油液，同時油液快速流動，因此柱塞泵能量損失所導致的發熱往往體現在內部油液溫度的升高，因此對柱塞泵的有限元仿真主要針對其內部流場。針對柱塞泵內部流場，使用 PumpLinx 軟件進行有限元仿真分析。 

   PumpLinx 是 Simerics 公司開發的一款三維計算流體力學（CFD）仿真軟件，主要被應用于計算泵、液壓系統、電機、空氣壓縮機等旋轉設備。通過 STL 格式文件可將三維模型導入軟件中，并使用軟件的幾何共形自適應二元樹網格生成工具對模型進行網格劃分，進行參數設置后可進行仿真求解以及后處理等操作。此外，針對空化現象PumpLinx還提供了專用的空化模型進行計算。 與其他有限元仿真模型類似，柱塞泵 CFD 三維仿真流程主要可分為模型處理、網格劃分、參數設定、模型求解等四個環節。針對柱塞泵的工作特性，仿真主要針對柱塞泵內部流場進行分析。 

 

 

    1  模型處理：  由于主要針對柱塞泵內部流道進行熱流耦合仿真，因此需要對原始模型進行模型簡化以及流道抽取工作。使用 SOLIDWORKS 等三維建模軟件對原始模型進行簡化，例如去除柱塞倒角、忽略螺栓、軸承等，進一步處理后可獲得流道模型，并導出適用于PumpLinx 的 STL 格式文件。對于柱塞泵，內部流道包括進出口流道、柱塞腔以及配流盤流道等部分。 抽取流道后可導入 PumpLinx 軟件進行區域劃分處理。導入模型后，需要對流道進行模型的進一步劃分，通過使用 Split/Combine Geometry or Grid 功能將配流盤、柱塞、進出油口等部分單獨區分，并設置各部分之間的交界面、壁面以及進出口截面，為后續網格劃分以及邊界條件設置做準備。 

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     2  網格劃分： 在對電靜液作動器中軸線柱塞泵流道進行網格劃分過程中，由于流道各部分體積、結構均不相同，且各部分求解精度要求也不盡相同，因此需要分區域進行網格劃分工作。針對柱塞部分流道，PumpLinx 內部集成有針對斜盤式軸向柱塞泵的自動化網格結構化劃分工具 Rotor Template Mesher，可較為方便快捷地進行柱塞泵轉子流場網格劃分工作。對于柱塞泵的吸排油腔體等其他部分流場，綜合考慮求解速度與求解精度，使用 General Mesher 網格生成器進行劃分工作。

     3  參數設定： 網格劃分后，需要對油液性質、邊界條件等參數進行設置。此外，根據雷諾數分析可知柱塞泵內部流體狀態為湍流，因此需要在仿真中添加湍流計算模型。由于在邊界條件設定中，設置了出口為恒定 28MPa 的固定壓強。為監測出口壓力脈動情況，可在模型中添加監測點。此外，還可在模型求解前設置示蹤顆粒以及流線計算以更好地展示流體內部情況。 

    4  模型求解：此前在參數設置中設定柱塞泵轉速為 12000rpm，因此轉動周期為 5ms，最終設定仿真時長為 25ms，步數為 1350 步。根據具體模擬工況，設定求解器參數，設定界面。 求解完成后，使用后處理模塊對仿真結果進行繪制，柱塞泵內部流場熱流耦合模型。 根據仿真結果中流線以及示蹤粒子可以直觀地查看柱塞泵內部地流動狀態以及壓力分布情況，柱塞泵中三大摩擦副為主要熱源，且配流副占比較大，根據仿真結果與理論分析進行對比，證明仿真模型具有一定的正確性。此外，由于柱塞泵本身的工作原理，各柱塞在高低壓區切換的過程中，輸出的流量會出現波動，進一步導致出口一定的壓力脈動，這一點在仿真結果中的出口監測點的壓力脈動曲線中也得以體現，進一步證實了仿真模型的可信度。在添加熱仿真模塊后，可以計算柱塞泵內部流場由于粘性摩擦損失等因素產生的油液溫升，在監測點也可以對該點溫度變化情況進行曲線導出后分析。

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