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本文根据我国水资源地区分布不均匀,水资源短缺的严峻现状,设计开发了一种新型的减压阀用于农业灌溉系统,通过对水流出口压力的控制来达到节水的目的,利用虚拟样机技术对该减压阀进行建模和动态仿真,最终确定最优的模型,达到了很理想的节水效果。
虚拟样机技术的核心为机械系统运动学和动力学仿真技术,是近些年在产品开发的CAX如CAD、CAE、CAM等技术和DFM等技术基础上发展起来的一种新技术,采用虚拟实验替代传统实验的方式,利用软件分析解决产品开发等一系列问题,可以节省大量的时间和费用,同时可以达到更好的效果。
本文设计的减压阀主要应用于高山自压喷灌系统,在输入水流压力变化的情况下,保证恒压输出,从而达到节水的目的。通过分析和比较,选择Pro/E和ADAMS两个软件联合进行虚拟实验,具体的内容如下:
1)根据流体动力学原理对整个过程进行分析,确定了影响因素有曲线开口形状、流量、管壁阻力,弹簧阻尼等,其中曲线开口形状是主要因素,是课题的主要研究对象;
2)对减压阀的结构进行分析,重点分析阀芯开口曲线形状,建立开口曲线数学模型,利用三维软件Pro/E建立减压阀的模型;
3)利用接口软件:Mech/Pro将建立的模型进行简单的处理后导入到ADAMS中,施加约束和作用力,进行动态仿真,确定开口曲线的方程;
4)对减压阀进行优化处理,确定最终的开口曲线的形状,从而达到最佳的节水效果。