题目：高压大流量气动电磁阀的特性分析与可靠性改善

高压大流量气动电磁阀在航天、化工、天然气和核电等领域有着广泛的应用。由于高压大流量和工作温度等方面的使用限制，除了要满足常温下普通阀门的工作要求外，这种阀门还要满足低温密封、防爆及绝热等特殊要求。本文中所研究的为一种用于导弹燃料传输的高压大流量低温电磁开关阀。工作介质为绝对温度20K，压力为21MPa的氦-4气体，阀门流量达45g/s。该电磁阀在使用中出现了阀芯颤振以及开关前后总泄漏量超差的问题。本论文主要针对以上两个问题和如何提高电磁阀的可靠性进行了研究。 首先利用计算流体力学仿真软件FLUENT求解了阀芯运动过程中的稳态气动力，通过仿真计算表明了气动力非线性和它对阀芯运动状态的影响。然后又利用AMESim软件计算了阀芯在关闭时的动态特性，发现了安装在阀芯上的涨圈对其关闭时的动态特性有很大的影响。如果涨圈变形，将会使阀芯关闭延时，引起颤振和泄漏。再次对电磁阀的各个部分，如弹簧、电磁铁、密封件等做了可靠性分析。建立了泄漏问题的故障树，通过对密封材料和电磁阀结构的分析，说明了可能引起电磁阀产生泄漏的原因。最后利用故障模式影响分析方法对电磁阀的可靠性进行了分析和整理，指出了电磁阀中容易出现故障的部分和元件，以及故障的原因和影响等。 本文通过上述的研究过程和方法，试图说明电磁阀产生颤振和泄漏的原因。无论是软件仿真还是将可靠性的分析方法应用于电磁阀的分析，都属于阀门可靠性的研究范围。阀门可靠性已经成为设计阀门时需要考虑的重要问题，它对阀门的优化设计起着重要的作用。文中所完成的工作对低温阀门的改进设计和可靠性提高具有一定的指导意义。