液压滑阀作为典型的液压控制元件,也是系统故障易常发生的主要部件,其中阀内热载荷引起的微形变导致阀芯卡滞为常见故障之一。因此,深入微米尺度认识液压滑阀可靠性的本质,从微结构层面揭示滑阀热载荷卡滞现象对控制阀的设计都是具有十分重要的价值和意义。本文采用多物理场耦合的方法,以计算流体力学和计算固体力学为理论指导,借助Fluent和ABAQUS软件对U形槽滑阀进行流固热耦合计算,重点研究了阀口开度、阀口压差和阀口流量对其热特性的影响。通过分析可知油液具有粘性作用,在流经阀口时由于面积突然减小导致流速瞬间增快,并伴有大量的涡,最终以油液温度升高表现出来。固体阀芯在高温油液的作用下温度也逐渐升高,最终在热载荷和应力的作用下发生膨胀变形,破坏原始的配合间隙,致使滑阀出现卡滞现象。论文的主要研究内容如下:第一章,介绍了液压滑阀在工程机械中的重要意义及其故障原因;概述了非全周开口滑阀及其卡滞现象;阐述了滑阀热力耦合的研究现状及阀口面积特性的研究现状。第二章,介绍了多物理场耦合学科,并对流固热耦合的计算过程和相关理论方法作了分析;结合节流槽的阀口特性,推导了U形节流槽滑阀的阀口面积计算公式并开发阀口面积计算软件,为后续的仿真分析提供理论依据。第三章,概述了液压油粘度的物理属性,并建立U形节流槽滑阀计算模型,对滑阀的内流场和阀芯进行了流固热耦合计算,分析了不同阀口开度和阀口压差下滑阀油液的速度场、压力场和温度场,为研究阀芯的温度分布奠定了基础。第四章,概述了固体材料的热物理属性,分析了不同阀口开度和阀口压差下滑阀阀芯的温度场、应力应变场和形变场,结果表明阀芯在热载荷的作用下发生膨胀变形,变形量随着阀口压差的增加而增大,随着阀口开度的增加先增大后减小。第五章,研究阀口流量对滑阀热特性的影响,计算分析了固定开口和相同工况下节流槽个数、节流槽尺寸、节流槽宽度和节流槽特征深度对滑阀内流场和阀芯的影响。第六章,研制滑阀阀芯温度场和形变场的测量装置,对U形槽阀口处和配合间隙进行温度和形变测量。论文所提出的针对U形节流槽滑阀热特性的研究方法,为进一步对液压滑阀的热特性研究奠定了良好的理论和技术基础,同时对U形节流槽滑阀的结构设计和优化提供了研究依据。