润滑油黏滞特性致电磁阀复位延迟故障仿真研究

针对核电领域的某型电磁阀中润滑油黏滞特性导致阀芯复位延迟故障的现象,使用有限元仿真和试验相结合的方式对故障机制进行研究。通过建立无油膜的电磁阀有限元模型,仿真得到正常的阀芯复位时间,发现摩擦因数对阀芯复位时间无影响。通过阀芯复位时间试验和油膜黏力试验,分别得到样品的复位延迟时间和活塞油膜和O形圈油膜的力学特性,结果表明,活塞油膜和O形圈油膜的黏力是造成阀芯复位延迟故障的主要原因,其中活塞油膜黏力占主导。使用Cohesive单元对具有双线性本构的活塞油膜进行模拟,采用呈指数式衰减的集中力来模拟O形圈油膜黏力,分别建立活塞油膜和O形圈油膜模型,并对黏力作用下的阀芯复位过程进行有限元仿真。仿真得到复位延迟时间与试验结果相比误差较小,证明该仿真方法可有效地模拟电磁阀阀芯的延迟复位过程。