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基于数值模拟的水下节流阀早期冲蚀故障特征分析

作者：房鑫,王泓晖,田晓洁,等日期：2022-01-19/span> 浏览：1392 查看PDF文档

基于数值模拟的水下节流阀

早期冲蚀故障特征分析*

房鑫,王泓晖,田晓洁,刘贵杰*

(中国海洋大学机电工程系,山东青岛 266100)

摘要:针对水下节流阀阀芯冲蚀故障监测难、识别难和分析难的问题,基于数值模拟的方法,对水下节流阀的早期冲蚀故障特征进行了分析与研究。首先,基于有限元理论,在ABAQUS仿真环境下,结合Tabak offGrant冲蚀退化分析模型、耦合拉格朗日-欧拉算法以及UMESH-MOTION用户接口程序,建立起了水下节流阀阀芯的冲蚀退化仿真分析模型;然后,采用ALE自适应网格技术和节点位移技术,对节流阀阀芯进行了几何重构,解决了由于冲蚀而导致阀芯几何形状发生改变的问题;最后,利用所构建的模型,对阀芯的整个冲蚀退化过程进行了仿真,在此仿真基础上,通过对其进行时域分析和频域分析,提取到了能够有效表征其冲蚀故障的特征量。研究结果表明:将节流阀出口处的振动数据和流速数据的功率谱密度值作为故障发生的特征量,可识别冲蚀损伤程度为10%左右的节流阀阀芯早期故障。

关键词:节流阀;早期冲蚀故障;故障诊断;数值模拟

房鑫,王泓晖,田晓洁,等.基于数值模拟的水下节流阀早期冲蚀故障特征分析［J］.机电工程,2021,38(11):1417-1423.