在液压传动领域,溢流阀作为液压系统中必不可少的压力控制元件,应用极其广泛。在定量泵节流调速系统中,溢流阀用来保持系统的压力恒定。溢流阀还可以作安全阀使用,当系统压力由于意外情况而升高时,溢流阀通过排放多余的油液流回油箱,释放系统压力,保护液压系统。锥阀式液压阀由于其具有通流能力强,密封性好,对油液中的杂质不敏感等优势,因此在液压阀中得到了广泛应用,其中锥阀式溢流阀尤为常见,在设计和使用溢流阀的过程中,对于其灵敏度和稳定性等动态特性指标有一定要求,然而其静态特性是已知的,但动态特性往往是未知的。溢流阀的动态特性不仅受实际工作条件的影响,还与阀的结构、设计参数,甚至其所在的液压系统的构成有关,因此本课题在基于双向流固耦合的条件下,针对可能影响锥阀式溢流阀动态特性的关键因素全面、系统地进行分析,旨在通过CFD仿真探究锥阀式溢流阀的动态特性,提高溢流阀的设计水准,为溢流阀的结构参数优化和使用提供参考,具有一定的理论意义和实际应用价值。首先,通过阅读国内外相关文献,掌握关于溢流阀的研究现状,对溢流阀进行了受力分析和运动分析,对CFD数值模拟中使用到的基本理论、湍流模型、动网格技术和相关编程函数进行介绍,并根据溢流阀在工程应用中的实际使用情况确定了边界条件。其次,建立了作为先导级使用的锥阀式溢流阀的几何模型,重点研究工作条件的影响,分别研究了其在不同卸荷压力、不同设定压力和不同给定流量下溢流阀的动态特性,根据CFD分析结果探究了其作为先导级在不同设定压力下阀芯位移变化极其微小的原因,并在小流量和特定卸荷压力下观察到了锥阀的动态不稳定现象。再次,重点研究阀的结构、关键参数的影响,对直接使用的直动式溢流阀建立了几何模型并进行了CFD敏感性分析,确定了所使用的湍流模型,在溢流阀通径为20mm时,通过CFD仿真结果观察到了溢流阀的颤振现象,接着对阀芯的结构进行改进,设计环形阻尼,并通过CFD模拟结果证明了改进的结构可以大大改善溢流阀的动态特性。最后,研究锥阀式溢流阀所在的液压系统中进油管路的影响,对管路-溢流阀组成的系统进行整体分析,分析了进油管路的长度和直径对锥阀式溢流阀的动态特性的影响,发现液压系统中管路的作用与阻尼相似,管路长度的增加和直径的减小都有利于提高阀芯的动态稳定性,并且为通过实验验证CFD仿真结果的正确性,设计了动态特性测试实验方案和数据采集系统。