液压集成块轻量化设计实践与优化方案

液压集成块的轻量化实践

——以下为非典型性技术文章，主要为大家提供一种新的设计思路，所以不严谨之处还望大家不要深究。

本文的优化方案主要使用的Fluent、Inspire、3-matic软件。

不小心关了浏览器，码的字不见了，还好前半截截了图。

                     的液压流道。同时也可以再使用拓扑优化技术，实现轻量化设计。

       下图为某一阀块和常见的流道形式，受限于传统加工方式（钻孔工艺），流道基本为直角过渡。

（1）将传统的流道转换为曲线流道。

直角过渡的流道，五毒俱全，多余的工艺孔、刀尖容腔、湍流、涡流、回流。。。

为此，我们依据参数化的优化方式，进行首次优化，如U形。

两者对比，传统流道的压力损失超过80Kpa，而U形压降为60Kpa ，降低了28%。

（2）利用伴随优化技术与网格自由变形技术，实现流道的进一步优化

通过伴随求解器，获得压降对于流道形状的敏感度分布，指导流道形状的自由优化。如下图：

    通过5次的伴随迭代后，获得了一个膨胀的弯头，优化了流动状态，压力损失进一步降低了约30%（总49%）,同时我也计算了出口速度分布和内部压力分布的均匀性，都得到了提升，可以减少管路中气蚀的情况。可以说是一组振奋人心的数据，同时这些肿胀的结构，难以使用传统的工艺进行加工，只能使用增材制造技术进行加工。

        其实这部分内容，现在做气动外形优化的同学，应该蛮熟悉的，比如基于升阻比优化机翼外形，基于阻力优化F1赛车尾翼等。

（3）轻量化设计

       既然优化后的流道需要使用增材制造技术来进行加工，正好我们可以再进行一下轻量化设计。而这些，都是符合增材制造技术对设计的期待的。

       为此，我们将液压设计标准、流体对壁面的作用载荷、其他液压组件安装时的载荷作为初始条件，导入SolidThinking inspire软件中，以期获得新的设计灵感。

        嗯，电脑性能不太好，最小单元尺寸给的比较大，不过还好。

        接下来是再建模，以下为重构完的部分，总重量降低了大约68%。

我们可以使用Inspire中的PolyNurbs建模模块来做，或者直接使用网格光滑技术，进行快速建模。

可见，Inspire 软件在概念设计和创意设计初期是非常高效的，能快速帮助我们获得设计灵感。