液粘傳動(dòng)摩擦副流固熱耦合分析及起動(dòng)過(guò)程流場(chǎng)特性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-15 08:00
液體粘性傳動(dòng)技術(shù)具有高效節(jié)能,調(diào)速性能優(yōu),可實(shí)現(xiàn)同步傳動(dòng)、自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn),在風(fēng)機(jī)、水泵的調(diào)速以及帶式輸送機(jī)等大功率重載設(shè)備的軟啟等多方面具有廣泛的應(yīng)用前景,對(duì)液粘傳動(dòng)技術(shù)開(kāi)展進(jìn)一步研究具有重要意義。建立了無(wú)溝槽摩擦副間油膜徑向流量、壓力及承載力的解析式,分析了動(dòng)力粘度、油膜厚度及旋轉(zhuǎn)速度對(duì)徑向流量的影響以及轉(zhuǎn)速對(duì)壓力、承載力的影響,得到了壓力沿徑向的分布規(guī)律;基于流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論,推導(dǎo)出徑向槽形式摩擦副動(dòng)壓承載力的解析式,得到了動(dòng)壓力沿徑向及周向的分布規(guī)律;根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律,建立了無(wú)溝槽及有溝槽摩擦副傳遞扭矩的解析式,分析了油液粘度、厚度及轉(zhuǎn)速差等對(duì)傳遞扭矩的影響。設(shè)計(jì)了多組不同溝槽尺寸的徑向槽摩擦副,建立了三維模型并進(jìn)行了網(wǎng)格劃分,利用FLUENT軟件進(jìn)行了摩擦副流固熱耦合數(shù)值模擬分析,得到了工作油扭矩傳遞能力、油膜溫度場(chǎng)及壓力場(chǎng)在溝槽尺寸變化下的分布規(guī)律,對(duì)比分析溝槽尺寸對(duì)液粘傳動(dòng)特性的影響,提出了徑向槽摩擦副溝槽尺寸設(shè)計(jì)的合理建議;通過(guò)數(shù)值模擬的方法,對(duì)比了摩擦副流固熱耦合與熱流耦合的結(jié)果,結(jié)果表明:兩種耦合方式在壓力場(chǎng)、溫度場(chǎng)分布規(guī)律和變化趨勢(shì)大致相同;兩種耦合方式所得壓力值...
【文章來(lái)源】:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:107 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
液粘傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)
滑相關(guān)理論,動(dòng)壓承載力又與流場(chǎng)壓力分布及流量大小息息相關(guān),因此有必要對(duì)動(dòng)壓承載力展開(kāi)研究。圖2-5所示為徑向槽形式摩擦副流場(chǎng)計(jì)算簡(jiǎn)圖,圖中1與2轉(zhuǎn)速分別設(shè)為1ω 和2ω ,溝槽區(qū)對(duì)應(yīng)角度為1θ 、油液厚度設(shè)為1δ ,無(wú)溝槽區(qū)角度為2θ 、油液厚度設(shè)為2δ ,且摩擦副的內(nèi)半徑為 R1、外半徑為 R2。1θ2θO2ω1ω1δ2δ2R211R圖 2-5 徑向槽縫隙流場(chǎng)模型Figure 2-5 Calculation model of gap flow in radial groove動(dòng)壓完整解析拉普拉斯方程[4]2 22 2 21 10p p pr r θr r + + = (2-31)假設(shè)摩擦副間薄環(huán)狀油膜任意半徑r 用0r eξ表示當(dāng) ξ = 0時(shí),0r =r
溝槽參數(shù)變化對(duì)液粘傳動(dòng)的研究,主要采用單獨(dú)以油膜為對(duì)象進(jìn)采用分離法把油膜和摩擦副分開(kāi)研究,先對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行分析,再將流界條件加載到摩擦副上進(jìn)行耦合分析[37,70,77,87-88]。這些分析方法并副和油膜的相互作用,因此,出于考慮到流固間熱量傳遞的相互作固熱耦合方式(流固耦合傳熱)來(lái)研究溝槽參數(shù)對(duì)液粘傳動(dòng)的影響同一模型分別采用流固熱耦合方法與熱流耦合方法進(jìn)行模擬仿真,比分析。理模型設(shè)計(jì)及構(gòu)建(Physical Model Design and Constru模型來(lái)看,模型具有周期性。采用部分模型進(jìn)行分析可減小計(jì)算量但因各部分邊界條件和材料性能不同,進(jìn)行流固熱耦合分析時(shí),對(duì)期性邊界條件存在一定的困難,因此,為了能較好地反映實(shí)際工況解,本章將使用整體模型來(lái)模擬分析,即對(duì)摩擦副及油膜整體建模片和由襯片與基片粘結(jié)而成的摩擦片,如圖 3-1 所示。對(duì)偶片由 465Mn 制成,襯片由銅基材料制成。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]液黏傳動(dòng)可控啟動(dòng)過(guò)程混合摩擦轉(zhuǎn)矩特性研究[J]. 劉強(qiáng),崔紅偉,廉自生,王其良,李隆. 液壓與氣動(dòng). 2019(02)
[2]CST液黏傳動(dòng)摩擦副表面織構(gòu)技術(shù)研究[J]. 孫少妮,謝里陽(yáng),龍日升. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2018(12)
[3]液黏傳動(dòng)摩擦副軟啟動(dòng)過(guò)程承載特性研究[J]. 王其良,崔紅偉,廉自生,李隆,劉強(qiáng). 液壓與氣動(dòng). 2018(11)
[4]對(duì)煤礦皮帶機(jī)變頻器節(jié)能的探討[J]. 李思星. 能源與節(jié)能. 2018(10)
[5]液黏傳動(dòng)銅基粉末冶金摩擦副摩擦特性試驗(yàn)研究[J]. 崔紅偉,王其良,李隆. 機(jī)械傳動(dòng). 2018(08)
[6]液黏傳動(dòng)雙圓弧油槽摩擦副油膜剪切轉(zhuǎn)矩研究[J]. 崔紅偉,姚壽文,鄧元元. 重慶大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)
[7]液粘傳動(dòng)摩擦副間油膜溫度分布特性研究[J]. 余龍,王凱. 液壓與氣動(dòng). 2016(04)
[8]材料物理參數(shù)對(duì)摩擦副熱變形影響的研究[J]. 崔建中,王存堂,謝方偉. 鹽城工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(02)
[9]粘性離合器摩擦副油膜均勻性分析[J]. 周天宇,龔國(guó)芳,廖湘平,王鶴. 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(07)
[10]基于流固耦合傳熱的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 張輝平,胡在雙. 機(jī)械. 2014(09)
博士論文
[1]液粘調(diào)速離合器啟動(dòng)穩(wěn)定性及動(dòng)力傳遞機(jī)理研究[D]. 崔建中.江蘇大學(xué) 2015
[2]液黏調(diào)速離合器摩擦副轉(zhuǎn)矩特性研究[D]. 崔紅偉.北京理工大學(xué) 2014
[3]液粘調(diào)速離合器流體剪切傳動(dòng)機(jī)理研究[D]. 黃家海.浙江大學(xué) 2011
[4]溫度場(chǎng)及變形界面對(duì)液粘傳動(dòng)特性影響規(guī)律的研究[D]. 謝方偉.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2010
[5]液體粘性傳動(dòng)調(diào)速起動(dòng)及其控制技術(shù)研究[D]. 孟慶睿.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2008
[6]液體粘性傳動(dòng)(HVD)技術(shù)的研究[D]. 陳寧.浙江大學(xué) 2003
碩士論文
[1]液粘調(diào)速離合器摩擦副混合摩擦工況熱力學(xué)特性研究[D]. 楊夏明.江蘇大學(xué) 2017
[2]變轉(zhuǎn)速條件下油槽結(jié)構(gòu)對(duì)液粘傳動(dòng)特性的影響研究[D]. 吳殿成.江蘇大學(xué) 2017
[3]基于空化效應(yīng)的液粘離合器傳遞轉(zhuǎn)矩特性研究[D]. 童耀文.江蘇大學(xué) 2017
[4]液黏傳動(dòng)雙圓弧油槽參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)矩特性影響的研究[D]. 鄧元元.太原理工大學(xué) 2017
[5]液黏傳動(dòng)摩擦副流場(chǎng)特性研究[D]. 楊洋.太原理工大學(xué) 2017
[6]基于熱流固耦合的濕式多盤制動(dòng)器的溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)分析[D]. 宋玉棟.山東理工大學(xué) 2017
[7]液粘調(diào)速離合器油膜傳動(dòng)性能分析及結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化[D]. 任重.太原理工大學(xué) 2017
[8]基于粘溫效應(yīng)的流體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承流場(chǎng)及傳熱分析[D]. 羅贊.湘潭大學(xué) 2016
[9]車用液黏調(diào)速離合器流體傳動(dòng)特性分析[D]. 馮珊珊.北京理工大學(xué) 2015
[10]液黏調(diào)速離合器混合摩擦熱彈穩(wěn)定性研究[D]. 劉茜.北京理工大學(xué) 2015
本文編號(hào):3395706
【文章來(lái)源】:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:107 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
液粘傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)
滑相關(guān)理論,動(dòng)壓承載力又與流場(chǎng)壓力分布及流量大小息息相關(guān),因此有必要對(duì)動(dòng)壓承載力展開(kāi)研究。圖2-5所示為徑向槽形式摩擦副流場(chǎng)計(jì)算簡(jiǎn)圖,圖中1與2轉(zhuǎn)速分別設(shè)為1ω 和2ω ,溝槽區(qū)對(duì)應(yīng)角度為1θ 、油液厚度設(shè)為1δ ,無(wú)溝槽區(qū)角度為2θ 、油液厚度設(shè)為2δ ,且摩擦副的內(nèi)半徑為 R1、外半徑為 R2。1θ2θO2ω1ω1δ2δ2R211R圖 2-5 徑向槽縫隙流場(chǎng)模型Figure 2-5 Calculation model of gap flow in radial groove動(dòng)壓完整解析拉普拉斯方程[4]2 22 2 21 10p p pr r θr r + + = (2-31)假設(shè)摩擦副間薄環(huán)狀油膜任意半徑r 用0r eξ表示當(dāng) ξ = 0時(shí),0r =r
溝槽參數(shù)變化對(duì)液粘傳動(dòng)的研究,主要采用單獨(dú)以油膜為對(duì)象進(jìn)采用分離法把油膜和摩擦副分開(kāi)研究,先對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行分析,再將流界條件加載到摩擦副上進(jìn)行耦合分析[37,70,77,87-88]。這些分析方法并副和油膜的相互作用,因此,出于考慮到流固間熱量傳遞的相互作固熱耦合方式(流固耦合傳熱)來(lái)研究溝槽參數(shù)對(duì)液粘傳動(dòng)的影響同一模型分別采用流固熱耦合方法與熱流耦合方法進(jìn)行模擬仿真,比分析。理模型設(shè)計(jì)及構(gòu)建(Physical Model Design and Constru模型來(lái)看,模型具有周期性。采用部分模型進(jìn)行分析可減小計(jì)算量但因各部分邊界條件和材料性能不同,進(jìn)行流固熱耦合分析時(shí),對(duì)期性邊界條件存在一定的困難,因此,為了能較好地反映實(shí)際工況解,本章將使用整體模型來(lái)模擬分析,即對(duì)摩擦副及油膜整體建模片和由襯片與基片粘結(jié)而成的摩擦片,如圖 3-1 所示。對(duì)偶片由 465Mn 制成,襯片由銅基材料制成。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]液黏傳動(dòng)可控啟動(dòng)過(guò)程混合摩擦轉(zhuǎn)矩特性研究[J]. 劉強(qiáng),崔紅偉,廉自生,王其良,李隆. 液壓與氣動(dòng). 2019(02)
[2]CST液黏傳動(dòng)摩擦副表面織構(gòu)技術(shù)研究[J]. 孫少妮,謝里陽(yáng),龍日升. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2018(12)
[3]液黏傳動(dòng)摩擦副軟啟動(dòng)過(guò)程承載特性研究[J]. 王其良,崔紅偉,廉自生,李隆,劉強(qiáng). 液壓與氣動(dòng). 2018(11)
[4]對(duì)煤礦皮帶機(jī)變頻器節(jié)能的探討[J]. 李思星. 能源與節(jié)能. 2018(10)
[5]液黏傳動(dòng)銅基粉末冶金摩擦副摩擦特性試驗(yàn)研究[J]. 崔紅偉,王其良,李隆. 機(jī)械傳動(dòng). 2018(08)
[6]液黏傳動(dòng)雙圓弧油槽摩擦副油膜剪切轉(zhuǎn)矩研究[J]. 崔紅偉,姚壽文,鄧元元. 重慶大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)
[7]液粘傳動(dòng)摩擦副間油膜溫度分布特性研究[J]. 余龍,王凱. 液壓與氣動(dòng). 2016(04)
[8]材料物理參數(shù)對(duì)摩擦副熱變形影響的研究[J]. 崔建中,王存堂,謝方偉. 鹽城工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(02)
[9]粘性離合器摩擦副油膜均勻性分析[J]. 周天宇,龔國(guó)芳,廖湘平,王鶴. 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(07)
[10]基于流固耦合傳熱的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 張輝平,胡在雙. 機(jī)械. 2014(09)
博士論文
[1]液粘調(diào)速離合器啟動(dòng)穩(wěn)定性及動(dòng)力傳遞機(jī)理研究[D]. 崔建中.江蘇大學(xué) 2015
[2]液黏調(diào)速離合器摩擦副轉(zhuǎn)矩特性研究[D]. 崔紅偉.北京理工大學(xué) 2014
[3]液粘調(diào)速離合器流體剪切傳動(dòng)機(jī)理研究[D]. 黃家海.浙江大學(xué) 2011
[4]溫度場(chǎng)及變形界面對(duì)液粘傳動(dòng)特性影響規(guī)律的研究[D]. 謝方偉.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2010
[5]液體粘性傳動(dòng)調(diào)速起動(dòng)及其控制技術(shù)研究[D]. 孟慶睿.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2008
[6]液體粘性傳動(dòng)(HVD)技術(shù)的研究[D]. 陳寧.浙江大學(xué) 2003
碩士論文
[1]液粘調(diào)速離合器摩擦副混合摩擦工況熱力學(xué)特性研究[D]. 楊夏明.江蘇大學(xué) 2017
[2]變轉(zhuǎn)速條件下油槽結(jié)構(gòu)對(duì)液粘傳動(dòng)特性的影響研究[D]. 吳殿成.江蘇大學(xué) 2017
[3]基于空化效應(yīng)的液粘離合器傳遞轉(zhuǎn)矩特性研究[D]. 童耀文.江蘇大學(xué) 2017
[4]液黏傳動(dòng)雙圓弧油槽參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)矩特性影響的研究[D]. 鄧元元.太原理工大學(xué) 2017
[5]液黏傳動(dòng)摩擦副流場(chǎng)特性研究[D]. 楊洋.太原理工大學(xué) 2017
[6]基于熱流固耦合的濕式多盤制動(dòng)器的溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)分析[D]. 宋玉棟.山東理工大學(xué) 2017
[7]液粘調(diào)速離合器油膜傳動(dòng)性能分析及結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化[D]. 任重.太原理工大學(xué) 2017
[8]基于粘溫效應(yīng)的流體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承流場(chǎng)及傳熱分析[D]. 羅贊.湘潭大學(xué) 2016
[9]車用液黏調(diào)速離合器流體傳動(dòng)特性分析[D]. 馮珊珊.北京理工大學(xué) 2015
[10]液黏調(diào)速離合器混合摩擦熱彈穩(wěn)定性研究[D]. 劉茜.北京理工大學(xué) 2015
本文編號(hào):3395706
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