本文關(guān)鍵詞：液力變矩器反求建模及數(shù)值模擬研究

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【摘要】：隨著我國(guó)鐵路提速現(xiàn)代化進(jìn)程和我國(guó)電力工業(yè)的飛速發(fā)展，電氣化鐵路建設(shè)進(jìn)入一個(gè)蓬勃發(fā)展的階段，與之配套的路網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。目前鐵路養(yǎng)護(hù)車輛均為內(nèi)燃機(jī)車，，而液力變速箱是內(nèi)燃機(jī)車必不可少的重要部件。新一代的內(nèi)燃機(jī)車對(duì)液力傳動(dòng)的要求由于速度的提高而越來越高，而現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)配置的液力變速箱絕大部分依靠進(jìn)口。隨著對(duì)內(nèi)燃機(jī)車需求的增加，對(duì)液力變速箱的需求也成倍增長(zhǎng)，且國(guó)外一再提高價(jià)格，這對(duì)企業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，因此對(duì)液力變速箱的自主研發(fā)已迫在眉睫。 本文運(yùn)用反求工程技術(shù)對(duì)液力變矩器進(jìn)行建模，并且利用CAD、CFD軟件對(duì)其內(nèi)部全流道和三維瞬態(tài)流場(chǎng)進(jìn)行模擬計(jì)算，對(duì)流場(chǎng)結(jié)果進(jìn)行分析。通過實(shí)驗(yàn)得到液力變矩器的特性曲線，最后通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)之間的誤差來證明數(shù)值模擬的可行性。全文主要研究?jī)?nèi)容如下： （1）運(yùn)用反求工程技術(shù)對(duì)液力變矩器的泵輪、渦輪及導(dǎo)輪逐一進(jìn)行了反求，并通過點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)修復(fù)及曲面造型等技術(shù)等得到了較為完整的圖形數(shù)據(jù)，最終運(yùn)用UG中的逆向處理模塊進(jìn)行處理得到了葉輪的三維模型。 （2）在專業(yè)網(wǎng)格劃分軟件ICEM CFD中對(duì)網(wǎng)格模型進(jìn)行了劃分，得到了理想的網(wǎng)格模型。對(duì)流道進(jìn)行一些合理的假設(shè)以便于計(jì)算，采用滑動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，在FLUENT中設(shè)置邊界條件，速度—壓力耦合算法使用SIMPLEC算法，離散格式選用一階迎風(fēng)格式，設(shè)置收斂條件，完成了多種工況下瞬態(tài)流場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算。 （3）以FLUENT計(jì)算結(jié)果為依據(jù)，分析在啟動(dòng)、中速及高速三個(gè)典型工況下葉輪軸向和徑向的速度場(chǎng)及壓力場(chǎng)的分布，并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行了分析。同時(shí)對(duì)所得到的力矩值進(jìn)行了進(jìn)一步的計(jì)算，得到了液力變矩器的特性曲線，并將之與實(shí)驗(yàn)所得特性曲線進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明仿真所得的特性曲線與實(shí)驗(yàn)所得的特性曲線接近，仿真結(jié)果可以用來指導(dǎo)液力變矩器的設(shè)計(jì)，最后對(duì)液力變矩器牽引力進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果表明，液力變矩器提供的牽引力可以驅(qū)動(dòng)動(dòng)車，滿足實(shí)際需求。
【關(guān)鍵詞】：液力變矩器 葉輪 反求工程 數(shù)值模擬 速度場(chǎng)
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH137.332
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 研究的背景和意義9
• 1.2 液力變矩器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 液力變矩器工作原理9-11
• 1.2.2 液力傳動(dòng)在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用11-12
• 1.3 反求工程的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 液力變矩器流場(chǎng)分析的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.5 課題來源及主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 1.6 本章小結(jié)17-18
• 第2章 液力變矩器 CAD 反求建模18-27
• 2.1 反求工程概述18
• 2.2 液力變矩器葉片及流道參數(shù)的反求18-21
• 2.2.1 葉片形狀的提取18-19
• 2.2.2 三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的提取及后處理19-20
• 2.2.3 小平面體的手動(dòng)拼接技術(shù)20-21
• 2.3 液力變矩器數(shù)字模型的建立21-22
• 2.4 葉片及流道誤差分析22-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 液力變矩器三維流場(chǎng)數(shù)值模擬27-43
• 3.1 液力傳動(dòng)基本理論知識(shí)27-36
• 3.1.1 流體的運(yùn)動(dòng)微分方程27-30
• 3.1.2 流體在葉輪中的運(yùn)動(dòng)分析30-31
• 3.1.3 速度計(jì)算31-34
• 3.1.4 歐拉方程——葉片式機(jī)械求解的基本方程34-36
• 3.2 液力變矩器的結(jié)構(gòu)及參數(shù)36-37
• 3.3 液力變矩器網(wǎng)格模型的建立37-39
• 3.4 液力變矩器流場(chǎng)仿真計(jì)算39-42
• 3.4.1 求解器及邊界條件的設(shè)置39-40
• 3.4.2 收斂準(zhǔn)則40-41
• 3.4.3 計(jì)算步驟41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 液力變矩器流場(chǎng)分析及性能測(cè)試43-57
• 4.1 葉輪徑向流場(chǎng)分析43-47
• 4.1.1 泵輪及渦輪徑向流場(chǎng)分析43-46
• 4.1.2 導(dǎo)輪徑向流場(chǎng)分析46-47
• 4.2 葉輪軸向流場(chǎng)分析47-49
• 4.3 液力變矩器的特性曲線49-52
• 4.3.1 液力變矩器的特征參數(shù)49-50
• 4.3.2 液力變矩器 CFD 模擬數(shù)據(jù)處理50-52
• 4.4 液力變矩器性能測(cè)試52-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第5章 總結(jié)與展望57-58
• 5.1 全文總結(jié)57
• 5.2 展望57-58
• 致謝58-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 附錄 1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文63-64
• 附錄 2 攻讀碩士期間參加的科研項(xiàng)目64

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：789182