多路换向阀(简称多路阀)作为一种液压控制元件广泛的应用于制造业、农业等行走机械的液压传动系统当中,是一个重要的工业基础元件,其具有空间利用率高、操作便捷、易于维护等优点。多路阀的控制性能对液压系统的稳定性和可靠性具有重要影响,而稳态液动力则是影响控制性能关键的因素之一。本文针对多路阀阀芯的U形节流槽结构,进行了流场仿真、试验测试以及尺寸优化,通过优化求解出最佳的U节流槽尺寸组合,在满足多路阀流量特性曲线的同时,减小稳态液动力,使其阀芯具有更好的控制性能。本文首先对多路阀建立仿真模型并进行仿真分析。根据多路阀实物模型建立三维模型,同时运用流场分析软件Fluent对不同湍流模型下的稳态液动力进行模拟。对比不同阀口开度下的压力和速度云图,对阀内的压力场和速度场进行定性分析。试验测试多路阀的稳态液动并与仿真结果进行对比。通过搭建试验台测试不同流量下阀芯的受力和阀内流量的变化情况。发现本文所搭建的仿真模型及选用的湍流模型Realizable k-ε与试验结果的契合度最高,可以较好的模拟试验中阀芯受力的结果。借助上述模型,对不同结构U形节流槽的过流面积、稳态液动力进行研究。通过Matlab计算不同结构尺寸的U形节流槽的过流面积,并对稳态液动力进行了仿真分析,得到了过流面积和稳态液动力在不同节流槽宽度和深度下的变化规律。以多路阀的流量特性曲线以及稳态液动力为优化目标进行U形节流槽尺寸优化设计。采用响应面方法对以稳态液动力和流量为目标的函数进行了拟合,并使用多岛遗传算法和序列二次规划法进行最优解的确定,所得结果在满足原多路阀流量特性曲线的同时,稳态液动力明显减小。本文所使用的稳态液动力的仿真预测与规律分析,对于同类产品的设计、开发以及优化的研究具有一定的指导意义。