發(fā)布時(shí)間：2017-10-09 22:01

  本文關(guān)鍵詞：軸向柱塞泵球面配流副潤(rùn)滑特性理論研究及其參數(shù)優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 球面配流副 油膜潤(rùn)滑特性 壓力場(chǎng)分布 流量泄漏 摩擦轉(zhuǎn)矩 多目標(biāo)優(yōu)化

【摘要】：軸向柱塞泵將液壓能高效率的轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,進(jìn)而提供給機(jī)械系統(tǒng)加以利用和轉(zhuǎn)換,因而在流體機(jī)械領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。然而,為適應(yīng)當(dāng)前柱塞泵高速、高壓以及大流量的發(fā)展趨勢(shì),研究柱塞泵系統(tǒng)內(nèi)部機(jī)械摩擦、內(nèi)部泄漏以及流量沖擊等因素對(duì)容積效率和機(jī)械效率的影響具有重要意義,而這將主要決定于泵內(nèi)三對(duì)摩擦副的工作狀況。本文以球面配流副為研究對(duì)象,研究球面配流副油膜潤(rùn)滑特性,為進(jìn)一步創(chuàng)新和改進(jìn)軸向柱塞泵提供一定的理論參考。本文主要內(nèi)容如下:通過(guò)引入歐拉角來(lái)表征缸體位姿,建立起球面配流副油膜分布的數(shù)學(xué)模型。在考慮實(shí)際配流副幾何空間限制的基礎(chǔ)上,利用遺傳算法確定了最小和最大的油膜厚度以及所在位置。研究表明,缸體球面面心位置和缸體姿態(tài)對(duì)油膜的分布影響很大,油膜分布的均與對(duì)稱(chēng)性主要由缸體面心坐標(biāo)來(lái)決定,而油膜厚度的大小分布位置則受缸體姿態(tài)影響。建立了基于N-S穩(wěn)態(tài)層流的間隙流體動(dòng)力學(xué)模型,獲得了配流副密封區(qū)的壓力分布式,提出了一種新的基于數(shù)據(jù)的非參數(shù)化建模方法,構(gòu)建了基于多層感知機(jī)的密封區(qū)壓力場(chǎng)模型,有利于分析各種參數(shù)變化對(duì)壓力場(chǎng)分布的影響。分析表明,大的壓力和粘度弱化了?尺寸對(duì)壓力場(chǎng)的非線性影響,以至于在窄的密封帶內(nèi)呈現(xiàn)很強(qiáng)的線性分布特征;由于內(nèi)外密封區(qū)壓力場(chǎng)分布的不均勻性,將導(dǎo)致油膜支撐力變化劇烈,從而使得缸體傾側(cè)變化較大。提出了非對(duì)稱(chēng)傾斜油膜的配流副泄漏模型,建立了油膜形態(tài)與泄漏流量之間的映射,推算了對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)縫隙層流的球面配流副泄漏量計(jì)算公式。結(jié)果顯示,在理論上,油膜厚度對(duì)泄漏量影響很大,泄漏量與配流副球心偏距的三次方成正比;低壓時(shí),在膜厚20~5?m范圍內(nèi),油膜具有足夠的剛度,可通過(guò)增加油膜間隙而改善潤(rùn)滑特性,同時(shí)保證小的容積損失。研究了配流副摩擦轉(zhuǎn)矩?fù)p失與泵工作壓力、轉(zhuǎn)速以及油膜厚度的關(guān)系。給出了球面配流副在固體摩擦、邊界潤(rùn)滑以及完全液體潤(rùn)滑下的摩擦轉(zhuǎn)矩方程。為實(shí)際中直接根據(jù)摩擦轉(zhuǎn)矩而不測(cè)量油膜厚度就能判斷配流副潤(rùn)滑狀態(tài)提供了新的思路。以球面配流副的力學(xué)平衡、流量泄漏以及摩擦轉(zhuǎn)矩為三個(gè)主要的優(yōu)化目標(biāo),開(kāi)發(fā)了基于FA282潤(rùn)滑特性的多目標(biāo)粒子群算法程序。設(shè)計(jì)方法能更加清楚的看到優(yōu)化變量對(duì)設(shè)計(jì)指標(biāo)的影響程度,以及各個(gè)指標(biāo)之間的依賴(lài)關(guān)系,為實(shí)際選取設(shè)計(jì)參數(shù)提供了靈活多樣的方案。優(yōu)化結(jié)果滿(mǎn)足主要的性能指標(biāo),保證了摩擦副的潤(rùn)滑和密封性能。
【關(guān)鍵詞】：球面配流副 油膜潤(rùn)滑特性 壓力場(chǎng)分布 流量泄漏 摩擦轉(zhuǎn)矩 多目標(biāo)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TH322
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 注釋表13-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 概述14-17
• 1.1.1 摩擦副潤(rùn)滑狀態(tài)14-16
• 1.1.2 設(shè)計(jì)配油副的方法16-17
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-20
• 1.2.1 軸向柱塞泵的發(fā)展17-19
• 1.2.2 國(guó)外研究進(jìn)展19
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展19-20
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容20-22
• 第二章 球面配流副油膜形態(tài)研究22-29
• 2.1 概述22
• 2.2 球面配流副油膜厚度場(chǎng)解析22-24
• 2.3 最小最大油膜厚度計(jì)算24-25
• 2.4 數(shù)值計(jì)算模擬25-28
• 2.5 結(jié)論28-29
• 第三章 球面配流副流場(chǎng)解析與建模29-40
• 3.1 基于N-S方程的配流副壓力場(chǎng)解析29-33
• 3.1.1 配流副潤(rùn)滑模型29-30
• 3.1.2 配流副層流間隙的壓力分布方程30-31
• 3.1.3 密封區(qū)壓力分布計(jì)算與分析31-33
• 3.2 密封區(qū)壓力分布的非參數(shù)化模型33-38
• 3.2.1 BPNN建模技術(shù)簡(jiǎn)介33-34
• 3.2.2 多層感知機(jī)學(xué)習(xí)算法34-36
• 3.2.3 密封帶壓力場(chǎng)NN建模36-38
• 3.3 結(jié)論38-40
• 第四章 球面配流副泄漏量的研究40-59
• 4.1 概述40-41
• 4.2 球面配流副泄漏物理模型41-42
• 4.3 對(duì)稱(chēng)與非對(duì)稱(chēng)油膜泄漏方程42-49
• 4.3.1 對(duì)稱(chēng)油膜分布泄漏方程42-45
• 4.3.2 傾斜油膜體的泄漏方程45-49
• 4.3.2.1 基本分析45
• 4.3.2.2 數(shù)學(xué)模型45-48
• 4.3.2.3 兩種模型的對(duì)比48-49
• 4.4 泄漏量方程數(shù)值計(jì)算與分析49-58
• 4.4.1 兩種泄漏模型的算例49-51
• 4.4.2 包角f? 對(duì)泄漏量的影響51-52
• 4.4.3 密封帶尺寸對(duì)泄漏量的影響52-53
• 4.4.4 球面半徑與腰形槽位置對(duì)泄漏量的影響53-58
• 4.5 球面配流副的流量泄漏對(duì)泵容積效率的影響58
• 4.6 總結(jié)58-59
• 第五章 球面配流副的機(jī)械摩擦特性研究59-75
• 5.1 概述59-60
• 5.2 球面配流副工作原理60-63
• 5.2.1 缸體對(duì)配流盤(pán)的壓緊力60-62
• 5.2.2 密封帶油膜的支撐力以及力矩62-63
• 5.3 球面配流副摩擦轉(zhuǎn)矩方程63-65
• 5.4 配流副參數(shù)對(duì)固體摩擦轉(zhuǎn)矩的影響65-69
• 5.4.1 工作壓力對(duì)固體摩擦轉(zhuǎn)矩的影響66
• 5.4.2 密封帶尺寸對(duì)固體摩擦轉(zhuǎn)矩的影響66-69
• 5.5 液體摩擦轉(zhuǎn)矩特性分析及其參數(shù)影響69-73
• 5.5.1 油膜厚度對(duì)液體摩擦轉(zhuǎn)矩的影響69-71
• 5.5.2 密封帶尺寸對(duì)液體摩擦轉(zhuǎn)矩的影響71-73
• 5.6 實(shí)際配流副工作摩擦轉(zhuǎn)矩的討論73
• 5.7 總結(jié)73-75
• 第六章 基于潤(rùn)滑特性的球面配流副多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化75-89
• 6.1 概述75
• 6.2 優(yōu)化模型75-78
• 6.2.1 配流副力學(xué)平衡75-76
• 6.2.2 缸體對(duì)配流盤(pán)的壓緊力和壓緊力矩76-77
• 6.2.3 球面配流副的反推力以及反推力矩77
• 6.2.4 球面配流盤(pán)強(qiáng)度計(jì)算77
• 6.2.5 球面配流副的泄漏量77-78
• 6.2.6 球面配流副的摩擦轉(zhuǎn)矩78
• 6.3 配流副設(shè)計(jì)參數(shù)78-79
• 6.4 配流副設(shè)計(jì)模型79-81
• 6.4.1 自定義變量選取79
• 6.4.2 目標(biāo)函數(shù)的選取79-80
• 6.4.3 約束函數(shù)的選取80-81
• 6.5 基于粒子群的多目標(biāo)優(yōu)化策略81-82
• 6.6 優(yōu)化結(jié)果與分析82-88
• 6.6.1 配流副已知參數(shù)的確定82
• 6.6.2 結(jié)果分析82-88
• 6.7 總結(jié)88-89
• 第七章 總結(jié)與展望89-91
• 7.1 研究總結(jié)89
• 7.2 創(chuàng)新點(diǎn)89-90
• 7.3 工作展望90-91
• 參考文獻(xiàn)91-95
• 致謝95-96
• 在學(xué)期間的研究成果以及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文96

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 王彬;軸向柱塞泵平面配流副潤(rùn)滑特性及其參數(shù)優(yōu)化[D];浙江大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：1002628