表面粗糙度对滑阀式液压阀缝隙流动特性的影响.pdf

２０１６ 年 ６ 月 第 ４１ 卷 第 ６ 期 润滑与密封 ＬＵＢＲＩＣＡＴＩＯＮ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｊｕｎ􀆱 ２０１６ Ｖｏｌ􀆱 ４１ Ｎｏ􀆱 ６ ＤＯＩ １０􀆱 ３９６９／ ｊ􀆱 ｉｓｓｎ􀆱 ０２５４－０１５０􀆱 ２０１６􀆱 ０６􀆱 ０１０ ∗基金项目 江苏省自然科学青年基金项目 （ＢＫ２０１３０７４１）； 江苏省高校自然科学基金项目 （１３ＫＪＢ４６０００９）． 收稿日期 ２０１５－０８－０４ 作者简介 王栋梁 （１９８９）， 男， 硕士研究生， 研究方向为流 体微尺度流动． Ｅ⁃ｍａｉｌ ｗｄｌｉａｃｍ＠ １６３􀆱 ｃｏｍ． 表面粗糙度对滑阀式液压阀缝隙流动特性的影响∗ 王栋梁１ 殷晨波１ 贾文华２ 徐海涵１ （１􀆱 南京工业大学车辆与工程机械研究所 江苏南京 ２１１８１６； ２􀆱 南京工程学院机械工程学院 江苏南京 ２１１１６７） 􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖 摘要 基于 Ｗ⁃Ｍ 函数建立滑阀式液压阀阀芯与阀腔微观表面各向异性的三维形貌模型， 并建立阀芯与阀腔间缝隙 流动模型； 运用 Ｆｌｕｅｎｔ 软件分析液压油在压差与剪切共同作用下在缝隙中流动时油压和流速的变化。 结果表明 当油液 在压差与剪切共同作用下缝隙中流动时， 阀芯表面的剪切力大于阀腔， 阀芯与阀腔的表面粗糙度越大， 剪切力的波动程 度越大， 油液受到的阻碍作用越大， 油液的流速越小； 阀芯的表面粗糙度越大， 其径向不平衡力越加剧， 从而会造成阀 芯与阀腔的磨损加快。 关键词 分形特征； 粗糙度； 缝隙流动； 流场分析 中图分类号 ＴＨ１３７􀆱 １ 文献标志码 Ａ 文章编号 ０２５４－０１５０ （２０１６） ０６－０４６－０３ 􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖 Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ ｏｎ Ｇａｐ Ｆｌｏｗ ｏｆ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｓｌｉｄｅ Ｖａｌｖｅ ＷＡＮＧ Ｄｏｎｇｌｉａｎｇ１ ＹＩＮ Ｃｈｅｎｂｏ１ ＪＩＡ Ｗｅｎｈｕａ２ ＸＵ Ｈａｉｈａｎ１ （１􀆱 Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ａｎｄ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｊｉａｎｇｓｕ ２１１８１６， Ｃｈｉｎａ；２􀆱 Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｊｉａｎｇｓｕ ２１１１６７，Ｃｈｉｎａ） ＡｂｓｔｒａｃｔＢａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｆｒａｃｔａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｓｐｏｏｌ ａｎｄ ｖａｌｖｅ ｃｈａｍｂｅｒ’ｓ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ ｆｏｒ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｅｘｃａｖａｔｏｒ ｍｕｌｔｉ⁃ｗａｙ ｖａｌｖｅ， ａ ｔｈｒｅｅ⁃ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ ｍｏｄｅｌ ｗｉｔｈ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｖｉａ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｗ⁃Ｍ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｇａｐ ｆｌｏｗ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｓｐｏｏｌ ａｎｄ ｖａｌｖｅ ｃｈａｍｂｅｒ， ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｇａｐ ｆｌｏｗ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ． Ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｏｉｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｏｉｌ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｗｈｅｎ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｏｉｌ ｆｌｏｗｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｇａｐ ｕｎｄｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｓｈｅａｒ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ Ｆｌｕｅｎｔ ｓｏｆｔｗａｒｅ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｏｉｌ ｆｌｏｗ ｉｎ ｔｈｅ ｇａｐ ｕｎｄｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｓｈｅａｒ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｓｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｐｏｏｌ ｓｕｒｆａｃｅ ｉｓ ｌａｒｇｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｎ ｔｈｅ ｖａｌｖｅ ｃｈａｍｂｅｒ ｓｕｒｆａｃｅ， ｔｈｅ ｌａｒｇｅｒ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ ｏｆ ｓｐｏｏｌ ａｎｄ ｖａｌｖｅ ｃｈａｍｂｅｒ， ｔｈｅ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈｅ ｖｏｌａｔｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｓｓ， ｔｈｅ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈｅ ｈｉｎｄｒａｎｃｅ ｔｏ ｏｉｌ， ａｎｄ ｔｈｅ ｓｍａｌｌｅｒ ｔｈｅ ｏｉｌ ｖｅｌｏｃｉｔｙ．Ｔｈｅ ｌａｒｇｅｒ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ ｏｆ ｓｐｏｏｌ， ｔｈｅ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈｅ ｒａｄｉａｌ ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ ｆｏｒｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｐｏｏｌ ｓｕｒｆａｃｅ， ｗｈｉｃｈ ｗｉｌｌ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅ ｔｈｅ ｗｅａｒ ｏｆ ｓｐｏｏｌ ａｎｄ ｖａｌｖｅ ｃｈａｍｂｅｒ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓｆｒａｃｔａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ； ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ； ｇａｐ ｆｌｏｗ； ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ ａｎａｌｙｓｉｓ 在工程领域中， 随着机械设备的快速发展， 传统 缝隙流动理论面临极端工况条件的挑战［１］。 由于制造 过程中的各种原因， 滑阀式液压阀的阀芯与阀腔配合 缝隙表面总是呈现出无序性、 随机性及多尺度性的微 观几何特征［ ２ ］。 而在缝隙配合中， 微观表面粗糙度 会导致缝隙大小不均匀， 这将会带来阀芯的磨损和卡 紧等现象， 直接影响滑阀的性能。 微尺度下， 相对粗糙度的大小对缝隙微流动有着 重要的影响［ ３ －４ ］。 近年， 越来越多的国内外学者采用 计算流体动力学 （ＣＦＤ） 方法分析液压阀内流体的速 度分布、 压力变化和能量损失［ ５ ］。 如 ＬＩＳＯＷＳＫＩ 和 ＲＡＪＤＡ［ ６ ］采用 ＣＦＤ 方法分析了流体通过液压换向阀 时的压力损失； ＰＯＳＡ 等［ ７ ］分析了液压阀在不同开口 和不同压差下流体的流量系数和液动力。 但是在考虑 阀芯与阀腔表面粗糙度的条件下去研究流体的缝隙流 动特性的研究报道却很少。 液压挖掘机在工作状况下， 换向阀的阀芯相对阀 腔频繁地做换向运动， 此时阀芯与阀腔缝隙间的液压 油将在压差和剪切共同作用下流动， 此流动较为复 杂。 本文作者通过 Ｗ⁃Ｍ 函数建立各项异性的三维非 高斯表面的形貌模型， 以此建立阀芯与阀腔的缝隙流 动模型， 通过 Ｆｌｕｅｎｔ 软件分析在压差和剪切共同作用 下液压油在缝隙中流动时， 阀芯与阀腔微观表面粗糙 度对油压和油速的影响。 １ 阀芯与阀腔缝隙模型的建立 滑阀式液压阀是液压挖掘机中重要的控制元件， 其利用阀芯相对于阀腔的相对运动使油路接通和断开 来改变油液流动方向， 从而控制执行装置的运动方向。 图 １ 给出了滑阀式换向阀的结构图。 其中， Ｐ 为进油 口， Ｔ 为回油口， Ａ、 Ｂ 为与执行装置连接的油口。 图 １ 阀芯与阀腔示意图 Ｆｉｇ １ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｏｆ ｓｐｏｏｌ ａｎｄ ｖａｌｖｅ ｃｈａｍｂｅ １􀆱 １ 三维各向异性表面形貌模型的建立 分形几何中的 Ｗ⁃Ｍ 函数［ ８ － ９ ］能够满足粗糙微结 构表面轮廓上的数学特征。 其中， 维数为 Ｄｓ的 Ｗ⁃Ｍ 分形曲面的数学表达式［１０ ］如下 Ｚ ｘ， ｙ＝ ∑ ∞ ｎ ＝ １ Ｃｎλ －－３－Ｄｓｎｓｉｎ λｎ ｘｃｏｓ Ｂｎ＋ ｙｓｉｎ Ｂｎ ＋ Ａ ｎ [] （１） 式中 Ｚ （ｘ， ｙ） 为随机表面轮廓高度； Ｃｎ是独立且 服从均值为 ０， 方差为 １ 的正态分布的随机数； Ａｎ、 Ｂｎ是独立的且服从 ［０， ２π］ 上的均匀分布的随机 数； Ｄｓ为分形曲面的分形维数， 且 ２＜ Ｄｓ＜３； λ 为大 于 １ 的常数； ｎ 为自然序列数。 通过 Ｗ⁃Ｍ 函数所建立的数学模型， 得到 ３ 种不 同分形维数的各向异性的三维曲面如图 ２ 所示。 图 ２ 不同分形维数的三维曲面 Ｆｉｇ ２ Ｔｈｒｅｅ⁃ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｓｕｒｆａｃｅｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｒａｃｔａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ １􀆱 ２ 建立阀芯和阀腔缝隙模型 如图 ３ 所示， 上下表面分别代表阀芯和阀腔表 面， 且大小均为 １００ μｍ１００ μｍ 的小正方形， 中间 为阀腔缝隙， 缝隙高度为 ８ μｍ （一般情况下， 阀腔 缝隙高度为 ３～１０ μｍ）。 图 ３ 阀芯和阀腔缝隙模型 Ｆｉｇ ３ Ｇａｐ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｓｐｏｏｌ ａｎｄ ｖａｌｖｅ ｃｈａｍｂｅｒ 所建立的缝隙模型有 （根据加工的难易程度， 取分形维数小的曲面为上表面， 取分形维数大的曲面 为下表面） （１） 光滑表面为上表面， Ｄｓ＝ ２􀆱 １ 时 的曲面为下表面；（２） Ｄｓ＝ ２􀆱 １ 时的曲面为上表面， Ｄｓ＝２􀆱 ３ 时的曲面为下表面；（３） Ｄｓ＝ ２􀆱 ３ 时的曲面 为上表面， Ｄｓ＝２􀆱 ５ 时的曲面为下表面。 ２ 基于 Ｆｌｕｅｎｔ 的缝隙流动分析 当缝隙很小时， 油液在缝隙中的流动状态一般为 层流。 层流状态下， 油液的沿程阻力由黏性摩擦产 生， 而局部阻力由变截面产生。 因此， 微观表面的形 貌对缝隙流动有着重要的影响。 流场分析之前一些模型及条件的定义（１） 流 体的流动状态为层流； （２） 流体为定常流； （３） 流 体不可压缩； （４） 流体为牛顿流体； （５） 不考虑壁 面滑移；（６） 不考虑热效应的影响；（７） 选用 ＷＥＨ１６ 型电液换向阀的参数 弹簧对中的三位阀， 交流电磁铁， 工作时换向时间为 ３０ ｍｓ。 边界条件 入口为 ｐｒｅｓｓｕｒｅ⁃ｉｎｌｅｔ， 压力为 ３ ＭＰａ； 出口为 ｐｒｅｓｓｕｒｅ⁃ｏｕｔｌｅｔ， 压力为 ０􀆱 １ ＭＰａ； 阀芯表面的 运动速度为－２ ｍ／ ｓ。 仿真结果 （取中间截面） 如图 ４６ 所示。 图 ４ 阀芯与阀腔壁面剪切力分布 Ｆｉｇ ４ Ｗａｌｌ ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｓｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓｐｏｏｌ ａｎｄ ｖａｌｖｅ ｃｈａｍｂｅｒ ７４２０１６ 年第 ６ 期王栋梁等 表面粗糙度对滑阀式液压阀缝隙流动特性的影响 图 ５ 阀芯表面压力分布 Ｆｉｇ ５ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓｐｏｏｌ ｓｕｒｆａｃｅ 图 ６ 阀腔缝隙速度分布 Ｆｉｇ ６ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｖａｌｖｅ ｃｈａｍｂｅｒ’ ｓ ｇａｐ 图 ４ 表示的是阀芯与阀腔壁面剪切力分布 （由 于壁面为粗糙表面， 因此只取中间截面上的部分点进 行分析）。 ３ 种模型中， 阀芯表面的粗糙度小于阀腔 表面的粗糙度。 由图 ４ 可知， 阀芯表面的壁面剪切力 明显大于阀腔表面的壁面剪切力， 且随着壁面表面粗 糙度的增大， 壁面剪切力的波动程度也随着增大。 图 ５ 表示的是 ３ 种模型阀芯壁面的压力分布 （由 于壁面为粗糙表面， 因此只取中间截面上的部分点来 分析）。 可知， 从模型 １ 到模型 ３， 阀芯表面的压力 的波动程度越来越大， 即随着表面粗糙的增大， 阀芯 表面上的压力波动程度也增大， 对于整个阀芯而言， 将会加剧径向不平衡力， 加快阀芯与阀腔的磨损， 从 而减小液压阀的寿命。 图 ６ 表示的是不同粗糙度阀腔缝隙速度分布。 可 知， 由于剪切作用的影响， 从阀芯到阀腔的速度先逐 渐减小， 然后逐渐增大， 最后逐渐减小。 通过对比可 知， 从模型 １ 到模型 ３， 对应点的速度及缝隙中的最 大速度都呈减小趋势。 由此可知 阀芯与阀腔微观表 面粗糙度对油液的流速有一定影响， 微观表面粗糙度 越大， 对油液的阻碍作用越大， 油液的流速越小。 ３ 结论 （１） 阀芯表面的剪切力大于阀腔表面， 且阀芯 与阀腔的表面粗糙度越大， 剪切力的波动程度越大。 （２） 阀芯的表面粗糙度越大， 阀芯表面所受压 力的波动程度越大， 阀芯所受的径向不平衡力加剧， 从而会造成阀芯与阀腔的磨损加快。 （３） 阀芯与阀腔的表面粗糙度越大， 油液受到 的阻碍作用越大， 油液的流速越小。 参考文献 【１】 刘赵淼，王国斌，申峰．基于 Ｎａｖｉｅｒ 滑移的油膜缝隙微流动特 性数值分析［Ｊ］．机械工程学报，２０１１，４７（２１）１０４－１１０． ＬＩＵ Ｚ Ｍ，ＷＡＮＧ Ｇ Ｂ，ＳＨＥＮ Ｆ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｏｉｌ ｆｉｌｍ ｆｌｏｗ ｉｎ ｍｉｃｒｏ ｇａｐ ｗｉｔｈ ｎａｖｉｅｒ ｓｌｉｐ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｃｈｉ⁃ ｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１１，４７（２１）１０４－ １１０． 【２】 ＥＬ⁃ＳＯＮＢＡＴＹ Ｉ Ａ，ＫＨＡＳＨＡＢＡ Ｕ Ａ，ＳＥＬＭＹ Ａ Ｉ，ｅｔ ａｌ．Ｐｒｅｄｉｃ⁃ ｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ ｐｒｏｆｉｌｅｓ ｆｏｒ ｍｉｌｌｅｄ ｓｕｒｆａｃｅｓ ｕｓｉｎｇ ａｎ ａｒ⁃ ｔｉｆｉｃｉａｌ ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｎｄ ｆｒａｃｔａｌ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ａｐｐｒｏａｃｈ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８，２００２７１－２７８． 【３】 蒋国进，殷晨波，贾文华，等．阀芯微观表面对阀缝隙微流动 影响的研究［Ｊ］．润滑与密封，２０１１，３６（５）６８－７１． ＪＩＡＮＧ Ｇ Ｊ，ＹＩＮ Ｃ Ｂ，ＪＩＡ Ｗ Ｈ，ｅｔ ａｌ．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｐｏｏｌ’ｓ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｎ ｍｉｃｒｏ⁃ｆｌｏｗ ｉｎ ｖａｌｖｅ⁃ｇａｐ［Ｊ］．Ｌｕ⁃ ｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１１，３６（５）６８－７１． 【４】 王栋梁，徐海涵，贾文华，等．阀芯与阀腔微观表面对缝隙流 动的影响［Ｊ］．润滑与密封，２０１５，４０（６）３２－３５． ＷＡＮＧ Ｄ Ｌ，ＸＵ Ｈ Ｈ，ＪＩＡ Ｗ Ｈ，ｅｔ ａｌ．Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ ｓｕｒ⁃ ｆａｃｅ ｏｆ ｓｐｏｏｌ ａｎｄ ｖａｌｖｅ ｃｈａｍｂｅｒ ｏｎ ｇａｐ ｆｌｏｗ［Ｊ］．Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１５，４０（６）３２－３５． 【５】 高俊庭，殷晨波，叶仪，等．非全周开口的液压滑阀内部流场 的 ＣＦＤ 解析［Ｊ］．液压与气动，２０１３（５）５８－６１． ＧＡＯ Ｊ Ｔ，ＹＩＮ Ｃ Ｂ，ＹＥ Ｙ，ｅｔ ａｌ．ＣＦＤ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ ｉｎ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｐｏｏｌ ｖａｌｖｅ ｗｉｔｈ ｎｏｔｃｈｅｓ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ ＆ Ｐｎｅｕｍａｔｉｃｓ，２０１３（５）５８－６１． 【６】 ＬＩＳＯＷＳＫＩ Ｅ，ＲＡＪＤＡ Ｊ．ＣＦＤ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｌｏｓｓ ｄｕｒｉｎｇ ｆｌｏｗ ｂｙ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｖａｌｖｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ｌｏｇ⁃ ｉｃ ｖａｌｖｅｓ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，２０１３，６５ ２８５－２９１． （下转第 ９２ 页） ８４润滑与密封第 ４１ 卷 【３】 ＭＡＲＴＯＲＡＮＡ Ｐ Ｊ．Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ⁃ｂａｓｅｄ Ｎａｎ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｏｎ ｅｘ⁃ ｔｅｒｎａｌ ｇｅａｒ ｐｕｍｐ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ［Ｄ］．ＩｌｌｉｎｏｉｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｉｌｌｉｎｏｉｓ ａｔ Ｕｒｂａｎａ⁃Ｃｈａｍｐａｉｇｎ，２０１１． 【４】 ＤＥＬＩＬ Ａ Ａ Ｍ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙ ｐｕｍｐｅｄ ｔｗｏ⁃ ｐｈａｓｅ ＣＯ２ｌｏｏｐ ｆｏｒ ｔｈｅ ＡＭＳ０２ ｔｒａｃｋｅｒ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ［Ｒ］．Ｎａｔｉｏｎａｌ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ＮＬＲ ＡＭＳ ＴＩＭ Ｍｅｅｔｉｎｇ， Ｂｏｓｔｏｎ Ｊａｎｕａｒｙ ２３ｒｄ，２００２ ． 【５】 ＶＡＮ ＥＳ Ｊ，ＤＯＮＫ Ｇ Ｖ，ＰＡＵＷ Ａ．ＡＭＳ０２ Ｔｒａｃｋｅｒ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎ⁃ ｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍｌｏｏｐ ｌａｙｏｕｔ ＆ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｏｏｐ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ［Ｒ］． ＡＭＳＴＲ⁃ＮＴＲ⁃００３ ｉｓｓｕｅ ０１，２００４． 【６】 ＢＡＺＺＯ Ｅ．Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ １ ｓｍａｌｌ⁃ｓｃａｌｅ ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｐｕｍｐｅｄ ｌｏｏｐ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００３，２３６８７－ ７０５． 【７】 李玉龙．外啮合齿轮泵困油机理、模型及试验研究［Ｄ］．合 肥合肥工业大学，２００９． 【８】 刘杰，裴念强，郭开华，等．机械泵驱动两相冷却系统启动特 性的实验研究［Ｊ］．中国空间科学技术，２００８，２８（１）６４－６９． ＬＩＵ Ｊ，ＰＥＩ Ｎ Ｑ，ＧＵＯ Ｋ Ｈ，ｅｔ ａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ ｓｔａｒｔ⁃ｕｐ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｕｍｐｅｄ ｔｗｏ⁃ｐｈａｓｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｐａｃｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８，２８ （１）６４－６９． 【９】 刘杰，裴念强，郭开华，等．新型空间机械泵两相流冷却系统 周期波动温度边界下的散热特性实验研究［Ｊ］．核动力工 程，２００８，２９（１）９６－１００． ＬＩＵ Ｊ，ＰＥＩ Ｎ Ｑ，ＧＵＯ Ｋ Ｈ，ｅｔ ａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｕｍｐｅｄ ｔｗｏ⁃ｐｈａｓｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｕｎｄｅｒ ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ［ Ｊ］． Ｎｕｃｌｅａｒ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００８，２９（１）９６－１００． 【１０】 吕亚国，刘振侠，黄健．外啮合齿轮泵内部两相流动的数值 模拟［Ｊ］．润滑与密封，２０１２，３７（１）１７－２１． ＬＶ Ｙ Ｇ，ＬＩＵ Ｚ Ｘ，ＨＵＡＮＧ Ｊ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ⁃ ｐｈａｓｅ ｆｌｏｗ ｉｎ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｇｅａｒ ｐｕｍｐ［Ｊ］．Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２０１２，３７（１）１７－２１． 【１１】 莫冬传．两相环路热控系统优化设计、动态模拟与实验研 究［Ｄ］．广州中山大学，２０１０． 【１２】 王强．水压外啮合齿轮泵关键技术的研究［Ｄ］．哈尔滨哈 尔滨工业大学，２００８． 【１３】 何存兴．液压元件［Ｍ］．北京机械工业出版社，１９８２． 【１４】 陈琪，徐林林，李庆春，等．高黏度齿轮泵结构参数的优化设 计［Ｊ］．北京石油化工学院学报，２００４，１２（３）５０－５３． ＣＨＥＮ Ｑ，ＸＵ Ｌ Ｌ，ＬＩ Ｑ Ｃ，ｅｔ ａｌ．Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃ⁃ ｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｏｆ ｈｉｇｈ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｇｅａｒ ｐｕｍｐ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｅｔｒｏ⁃ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００４，１２（３）５０－５３． 【１５】 李和平，夏翔，刘莹，等．齿轮泵参数优化设计 ＣＡＤ［Ｊ］．机 械研究与应用，２００５，１５（５）１００－１１０． ＬＩ Ｈ Ｐ，ＸＩＡ Ｘ，ＬＩＵ Ｙ，ｅｔ ａｌ．Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ＣＡＤ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｇｅａｒｉｎｇ ｐｕｍｐ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ［ Ｊ］． Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＆ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ， ２００５，１５（５）１００－１１０． 【１６】 阮学云，谢加保，马科斌．基于 ＭＡＴ ＬＡＢ 齿轮泵的结构优化 设计［Ｊ］．煤矿机械，２００７，２８（１２）５０－５３． ＲＵＡＮ Ｘ Ｙ，ＸＩＥ Ｊ Ｂ，ＭＡ Ｋ Ｂ．Ｏｐｔｉｍｕｍ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｇｅａｒ ｐｕｍｐ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＡＴ ＬＡＢ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ，２００７，２８（１２） ５０－５３． 【１７】 周毅钧，栾振辉，唐琼．基于 ＭＡＴＬＡＢ 的无啮合力齿轮泵结 构优化设计［Ｊ］．安徽理工大学学报（自然科学版），２００８， ２８（２）５１－５４． ＺＨＯＵ Ｙ Ｊ，ＬＵＡＮ Ｚ Ｈ，ＴＡＮＧ Ｑ．Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ ｇｅａｒ ｐｕｍｐ ｗｉｔｈｏｕｔ ｍｅｓｈ⁃ｆｏｒｃｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＡＴＬＡＢ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｎｈｕｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉ⁃ ｅｎｃｅ），２００８，２８（２）５１－５４． （上接第 ４８ 页） 【７】 ＰＯＳＡ Ａ，ＯＲＥＳＴＡ Ｐ，ＬＩＰＰＯＬＩＳ Ａ．Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ａ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｈｙ⁃ ｄｒａｕｌｉｃ ｖａｌｖｅ ｂｙ ａ ｄｉｒｅｃｔ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ａｎ ｉｍ⁃ ｍｅｒｓｅｄ⁃ｂｏｕｎｄａｒｙ ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅ⁃ ｍｅｎｔ，２０１３，６５４９７－５０６． 【８】 ＬＩＯＵ Ｊ Ｌ，ＴＳＡＩ Ｃ Ｍ，ＬＩＮ Ｊ Ｆ．Ａ ｍｉｃｒｏｃｏｎｔａｃｔ ｍｏｄｅｌ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｆｏｒ ｓｐｈｅｒｅ ａｎｄ ｃｙｌｉｎｄｅｒ⁃ｂａｓｅｄ ｆｒａｃｔａｌ ｂｏｄｉｅｓ ｉｎ ｃｏｎｔａｃｔ ｗｉｔｈ ａ ｒｉｇｉｄ ｆｌａｔ ｓｕｒｆａｃｅ［Ｊ］．Ｗｅａｒ，２０１０，２６８４３１－４４２． 【９】 刘远东，王清辉，刘林，等．基于弧长参数化的曲面 Ｗ⁃Ｍ 分形 插值［Ｊ］．图学学报，２０１２，３３（６）５９－６４． ＬＩＵ Ｙ Ｄ，ＷＡＮＧ Ｑ Ｈ，ＬＩＵ Ｌ，ｅｔ ａｌ．Ｗ⁃Ｍ ｆｒａｃｔａｌｓ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｆｒｅｅｆｏｒｍ ｓｕｒｆａｃｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｒｃ⁃ｌｅｎｇｔｈ ｐａｒａｍｅｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｒａｐｈｉｃｓ，２０１２，３３（６）５９－６４． 【１０】 郑山锁，任梦宁，谢明，等．混凝土断裂面多重分形谱的二次 拟合研究［Ｊ］．工程力学，２０１３，３０（５）９７－１０２． ＺＨＥＮＧ Ｓ Ｓ，ＲＥＮ Ｍ Ｎ，ＸＩＥ Ｍ，ｅｔ ａｌ．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｑｕａｄｒａｔｉｃ ｆｉｔｔｉｎｇ ｏｆ ｍｕｌｔｉ⁃ｆｒａｃｔａｌ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｉｎ ｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｊ］． Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，２０１３，３０（５）９７－１０２． （上接第 ７６ 页） ＣＨＥＮ Ｘ Ｇ，ＣＨＥＮ Ｇ Ｑ．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｄｉｅ ｗｅａｒ ｏｆ ｃｒａｎｋｓｈａｆｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ａｒｃｈａｒｄ ｔｈｅｏｒｙ［Ｊ］．Ｈｏｔ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１３，４２（７） １２５－１２７． 【５】 王华君，夏巨谌，胡国安．复杂杯杆型零件成形工艺的比较 研究［Ｊ］．热加工工艺，２００３，３２（１）２９－３１． ＷＡＮＧ Ｈ Ｊ，ＸＩＡ Ｊ Ｃ，ＨＵ Ｇ Ａ．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｆｏｒｍｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｘ ｐａｒｔ ｗｉｔｈ ｃｕｐ⁃ｓｈａｆｔ ［ Ｊ］． Ｈｏｔ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２００３，３２（１）２９－３１． 【６】 周杰，赵军，安治国．热挤压模磨损规律及磨损对模具寿命 的影响［Ｊ］．中国机械工程，２００７，１８（１７）２１１２－２１１５． ＺＨＯＵ Ｊ，ＺＨＡＯ Ｊ，ＡＮ Ｚ Ｇ．Ｗｅａｒ ｒｕｌｅ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｄｉｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ ｄｕｒｉｎｇ ｈｏｔ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ［Ｊ］． Ｃｈｉｎａ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉ⁃ ｎｅｅｒｉｎｇ，２００７，１８（１７）２１１２－２１１５． 【７】 任露泉．试验优化设计与分析［Ｍ］．北京高等教育出版社， ２００３． 【８】 卢日杨．基于数值模拟的奥氏体不锈钢管材热挤压模具和 工艺优化［Ｄ］．镇江江苏大学，２００９． 【９】 汪学阳，王华君，王华昌，等．基于 ＦＥＭ 的热锻模磨损分析与 寿命预测［Ｊ］．润滑与密封，２００８，３３（５）４９－５３． ＷＡＮＧ Ｘ Ｙ，ＷＡＮＧ Ｈ Ｊ，ＷＡＮＧ Ｈ Ｃ，ｅｔ ａｌ．Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｈｏｔ ｆｏｒｇｉｎｇ ｄｉｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．Ｌｕ⁃ ｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００８，３３（５）４９－５３． ２９润滑与密封第 ４１ 卷