20190215—Amesim之缝隙流动

在机械中存在着充满油液的各种形式的配合间隙，如活塞与缸筒间的环形间隙、轴与轴承间的环形间隙、工作台与导轨间的平面间隙、圆柱与支承面间的端面间隙等等。这些尺寸不大的间隙或缝隙为液体流通提供了几何条件，只要缝隙两端形成压强差，或者这些配合机件发生相对运动，液体在缝隙中就会产生流动，这就是所谓的缝隙流动。

滑动轴承、静压支承是依靠缝隙流动的支承力得以工作的，相对运动机件间的摩擦力是靠缝隙流动得以减轻的。但是缝隙流动的流量有时就是液体机械中的液体泄漏，这导致容积效率的降低。凡此种种都说明要研究和改善机械性能，必须了解缝隙流动的特性。

缝隙流动对液压传动的影响尤其显著。液压泵、液动机、换向阀等液压元件处处存在着缝隙流动问题。缝隙过小则增大了摩擦，缝隙过大又增加了泄漏，所以如何通过用Amesim软件的仿真实现选取最佳缝隙是本文探讨的主要目的。

下面主要介绍平行板间的缝隙流动及同心圆间的缝隙流动两部分，其他类别的缝隙流动可以自己查找资料，其原理基本一致，仿真模式也近似。

1. 平行平板间的缝隙流动

   液体通过平行平板缝隙时的最一般流动情况，是既受到压差Δp=p1-p2的作用，又受到平行平板间相对运动的作用，其计算图如图所示。图中h为缝隙高度，b和l为缝隙宽度和长度，一般恒有b>>h和l>>h。 

   

2. 同心环形缝隙

   
   

   图示在同心环状缝隙间的流动，当h/r<1时（相当于液压元件内配合间隙的情况），可以将环形缝隙间的流动近似的看做是平行板缝隙间的流动，只要将b=πd带入，就可以得到这种情况下的流量。

   
   

   

本文采用HCD库的元件做一个简单的同心圆间的缝隙流动仿真，平板间的缝隙流动及其他类别的大家自己操作实验。

1. 建模

 2.参数调整

建立上图仿真模型，对缝隙元件进行设置，外径为10mm，内径为9.8mm，则有0.2mm的缝隙，同时设置压差从10bar到100bar的变化，其缝隙面积及缝隙流量可参考仿真结果。

3.仿真结果

到此为止，缝隙流动就完成仿真过程。