本文關(guān)鍵詞：基于流固耦合的液力變矩器性能分析及其葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：作為液力傳動車輛的一個關(guān)鍵部件,液力變矩器的主要作用是以傳動油為工作介質(zhì)完成發(fā)動機與自動變速箱之間扭矩的轉(zhuǎn)變,其性能直接與車輛性能相關(guān)。然而液力變矩器屬于多葉輪流體機械,各工作輪葉片表面、內(nèi)環(huán)面以及外環(huán)面均為不規(guī)則的空間曲面,且各葉輪之間還存在相互干擾,使得其內(nèi)部真實流動十分復(fù)雜。此外,實際工況下,各工作輪葉片不僅受到葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的作用,其正背面還會受到內(nèi)部油液流動所產(chǎn)生的壓力載荷的作用。當(dāng)液力變矩器運轉(zhuǎn)速度較快或載荷增加較明顯時,各工作輪葉片在上述兩種力的作用下將產(chǎn)生形變,從而使得工作效率降低。為提高車輛液力傳動的效率、加強葉片強度、延長使用壽命,論文以有內(nèi)環(huán)三元件液力變矩器為研究對象,對其三維造型、內(nèi)部流動數(shù)值模擬與性能分析、葉片強度分析以及葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化等問題進行了研究,主要完成了如下研究工作:分析了液力變矩器的工作原理,并對其特性參數(shù)、特性曲線以及性能評價指標進行了探討。運用UG完成了變矩器各零部件的三維建模,獲得了各葉輪葉片及相應(yīng)流道的三維模型,確定了流場數(shù)值模擬分析的計算區(qū)域。并提出了分區(qū)網(wǎng)格劃分法,有效解決了有限元仿真分析過程中網(wǎng)格單元產(chǎn)生的畸變問題,得到了高質(zhì)量的網(wǎng)格模型。在適當(dāng)假設(shè)的基礎(chǔ)上,探討了三維流動的計算公式;針對流固耦合分析的一般流程,討論了其數(shù)值計算方法、湍流模型以及速度耦合算法;并利用ANSYS/Fluent流體分析工具分析計算了三個典型工況下,泵輪、渦輪以及導(dǎo)輪的壓力和速度分布情況。通過將ANSYS/Fluent計算結(jié)果中的壓力載荷施加到葉片結(jié)構(gòu)動力學(xué)模型中,研究了在流固耦合作用下葉片的變形情況和等效壓力分布情況�；诹鞴恬詈戏治龇椒�,對泵輪葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化進行了研究,實例結(jié)果驗證了參數(shù)優(yōu)化的合理性。
【關(guān)鍵詞】：液力變矩器 流固耦合 流場分析 性能分析 網(wǎng)格劃分 參數(shù)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH137.332
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題研究的目的及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 液力變矩器研究進展10-12
• 1.2.2 流固耦合研究進展12-13
• 1.2.3 液力變矩器流固耦合研究進展13-14
• 1.3 本文研究的內(nèi)容14-16
• 第2章 液力變矩器工作原理與性能分析16-22
• 2.1 液力變矩器的工作原理16-17
• 2.2 液力變矩器的特性參數(shù)17-18
• 2.3 液力變矩器的特性曲線18-20
• 2.4 液力變矩器的性能評價參數(shù)20-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 第3章 液力變矩器三維造型22-31
• 3.1 曲面設(shè)計的發(fā)展概況22-23
• 3.2 NURBS方法23-27
• 3.2.1 NURBS曲線控制點反算方法24
• 3.2.2 NURBS曲面控制點反算方法24-26
• 3.2.3 NURBS曲線、曲面有理基函數(shù)26-27
• 3.3 液力變矩器幾何實體建模27-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 第4章 液力變矩器的流固耦合分析31-50
• 4.1 流固耦合分析流程31-32
• 4.2 流場分析的基本假設(shè)32
• 4.3 三維流動數(shù)值計算方法的選擇32-34
• 4.3.1 有限差分法32-33
• 4.3.2 有限元法33
• 4.3.3 有限體積法33-34
• 4.4 仿真計算模型的網(wǎng)格劃分34-38
• 4.4.1 附面層處理34-36
• 4.4.2 三維分區(qū)36
• 4.4.3 網(wǎng)格模型36-38
• 4.5 湍流模型的選擇38-39
• 4.6 速度耦合算法的選擇39-40
• 4.7 邊界條件的確定40-42
• 4.7.1 進出.邊界條件40-41
• 4.7.2 固體壁面邊界條件41
• 4.7.3 周期性邊界條件41-42
• 4.8 液力變矩器內(nèi)流場計算結(jié)果42-47
• 4.9 液力變矩器流固耦合分析結(jié)果47-48
• 4.10 本章小結(jié)48-50
• 第5章 液力變矩器泵輪葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化50-58
• 5.1 葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化方法簡介50
• 5.2 基于正交試驗的單目標優(yōu)化50-53
• 5.2.1 優(yōu)化變量的選擇51
• 5.2.2 優(yōu)化變量水平的確定51-52
• 5.2.3 以泵輪葉片變形量最小的單目標優(yōu)化52-53
• 5.3 優(yōu)化結(jié)果分析53-57
• 5.3.1 流場分析結(jié)果53-55
• 5.3.2 流固耦合分析結(jié)果55-57
• 5.4 本章小結(jié)57-58
• 第6章 總結(jié)與展望58-59
• 參考文獻59-63
• 致謝63-64
• 附錄A 泵輪葉片部分坐標表64-65
• 附錄B 渦輪葉片部分坐標表65-66
• 附錄C 導(dǎo)輪葉片部分坐標表66-67
• 附錄D 外環(huán)部分坐標表67-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文68

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