發(fā)布時間：2017-06-23 14:03

  本文關(guān)鍵詞：高壓海水軸向柱塞泵配流盤摩擦副仿生非光滑表面研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高壓海水泵中的配流盤作為水壓泵關(guān)鍵摩擦副之一,運行在潤滑性很差的海水環(huán)境中,加之高速、重載的運行工況,極易使配流盤摩擦副因腐蝕、磨損等原因失效,嚴重影響了高壓海水軸向柱塞泵的正常工作和使用壽命。本文提出帶有仿生非光滑表面的配流盤形式,使用CFD、試驗、FSI不同方法研究其配流水膜的流場狀態(tài)及減磨減阻效能。在CFD方法中提出了光滑-非光滑交錯的分布結(jié)構(gòu),通過改變不同等分數(shù)、凹坑直徑、凹坑間距比、凹坑接觸角、缸體轉(zhuǎn)速等參數(shù),分析得出不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下水膜壓力場的變化情況、凹坑內(nèi)速度場的變化情況,以及不同參數(shù)對水膜舉升力、粘性阻力矩、泄漏量的影響規(guī)律,為以后不同結(jié)構(gòu)參數(shù)組合的選擇提供了指導(dǎo),同時可以減少一定的實驗,節(jié)約成本。在實驗方法中采用316L-玻璃纖維環(huán)氧復(fù)合材料為對磨材料,在不同轉(zhuǎn)速下,對比分析光滑表面與非光滑表面在實驗前后宏觀和微觀形貌、表面粗糙度的變化情況,摩擦副之間的摩擦系數(shù)、水盒中的海水溫升的變化情況等參數(shù)指標,綜合得出非光滑表面減磨減阻性能,為數(shù)值計算提供了實踐數(shù)據(jù)。在FSI方法中對試驗?zāi)Ｐ徒?shù)學(xué)模型,動態(tài)對比分析光滑組與非光滑組中上試樣的運動規(guī)律,水膜壓強及流動狀態(tài)隨時間變化規(guī)律,下試樣接觸表面的應(yīng)力隨時間變化規(guī)律,得出非光滑表面減阻及潤滑原理。
【關(guān)鍵詞】：仿生非光滑表面 配流盤 水壓軸向柱塞泵 計算流體動力學(xué) 流固耦合
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH322
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 研究難點和需要解決的關(guān)鍵問題15-16
• 1.4 課題來源及主要研究內(nèi)容16-18
• 1.4.1 課題來源16
• 1.4.2 課題主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 帶仿生非光滑表面的配流盤CFD仿真模型18-24
• 2.1 CFD分析理論基礎(chǔ)18-20
• 2.1.1 CFD控制方程18-19
• 2.1.2 CFD數(shù)值模擬步驟19-20
• 2.2 帶仿生非光滑表面配流盤模型建立20-21
• 2.2.1 幾何模型建立20
• 2.2.2 流道模型建立20-21
• 2.3 配流副流道數(shù)學(xué)模型建立21-23
• 2.3.1 網(wǎng)格劃分21-22
• 2.3.2 初始條件和邊界條件給定22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 帶仿生非光滑表面的配流盤CFD計算結(jié)果分析24-52
• 3.1 不同等分數(shù)影響24-30
• 3.1.1 對壓力場的影響24-27
• 3.1.2 對速度場的影響27-28
• 3.1.3 對升力和粘性阻力矩的影響28-30
• 3.1.4 對泄漏量的影響30
• 3.2 不同凹坑直徑影響30-36
• 3.2.1 對壓力場的影響30-32
• 3.2.2 對速度場的影響32-33
• 3.2.3 對升力和粘性阻力矩的影響33-35
• 3.2.4 對泄漏量的影響35-36
• 3.3 不同間距比的影響36-40
• 3.3.1 對壓力場的影響36-37
• 3.3.2 對速度場的影響37-39
• 3.3.3 對升力和粘性阻力矩的影響39-40
• 3.3.4 對泄漏量的影響40
• 3.4 凹坑接觸角的影響40-46
• 3.4.1 對壓力場的影響40-42
• 3.4.2 對速度場的影響42-44
• 3.4.3 對升力和粘性阻力矩的影響44-45
• 3.4.4 對泄漏量的影響45-46
• 3.5 缸體轉(zhuǎn)速影響46-50
• 3.5.1 對壓力場的影響46-47
• 3.5.2 對速度場的影響47-48
• 3.5.3 對升力和粘性阻力矩的影響48-50
• 3.5.4 對泄漏量的影響50
• 3.6 本章小結(jié)50-52
• 第4章 帶非光滑表面的配流盤摩擦磨損試驗研究52-66
• 4.1 實驗設(shè)備簡介52-54
• 4.1.1 屏顯式高溫材料端面摩擦磨損試驗機52
• 4.1.2 奧林巴斯激光共焦掃描顯微鏡52-54
• 4.2 實驗材料及試樣尺寸54
• 4.3 實驗方法及步驟54-55
• 4.4 實驗結(jié)果與討論55-64
• 4.4.1 不同轉(zhuǎn)速下實驗前后表面形貌的比較分析55-59
• 4.4.2 不同轉(zhuǎn)速下實驗前后表面粗糙度的比較分析59-60
• 4.4.3 不同轉(zhuǎn)速下摩擦系數(shù)的比較分析60-63
• 4.4.4 不同轉(zhuǎn)速下溫度變化的比較分析63-64
• 4.5 本章小結(jié)64-66
• 第5章 帶仿生非光滑表面配流盤FSI仿真分析66-83
• 5.1 顯示動力學(xué)在流固耦合方面的研究現(xiàn)狀66
• 5.2 控制方程66-68
• 5.2.1 流體控制方程66-67
• 5.2.2 彈性體顯示積分方程67-68
• 5.3 流固耦合算法68-70
• 5.4 配流盤摩擦副和水膜建模70-72
• 5.4.1 幾何模型70-71
• 5.4.2 網(wǎng)格劃分71-72
• 5.5 接觸算法72
• 5.6 載荷與約束72-73
• 5.6.1 載荷曲線72-73
• 5.6.2 約束73
• 5.7 沙漏控制73-74
• 5.8 FSI計算結(jié)果分析74-81
• 5.8.1 上試樣運動分析74-76
• 5.8.2 水膜壓強隨時間變化分析76-79
• 5.8.3 下試樣應(yīng)力隨時間變化分析79-81
• 5.9 本章小結(jié)81-83
• 結(jié)論83-85
• 參考文獻85-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔的科研任務(wù)與主要成果89-90
• 致謝90-91
• 作者簡介91

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 廖子龍;烏云其其格;;環(huán)氧樹脂/玻璃纖維復(fù)合材料性能研究與應(yīng)用[J];工程塑料應(yīng)用;2008年09期

2 ;The Mechanism of Drag Reduction around Bodies of Revolution Using Bionic Non-Smooth Surfaces[J];Journal of Bionics Engineering;2007年02期

3 宋起飛;劉勇兵;周宏;孫娜;任露泉;;激光制備仿生耦合制動轂的摩擦磨損性能[J];吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2007年05期

4 楊洪秀;左文杰;李亦文;任露泉;;活塞表面仿生非光滑微坑貯油潤滑機理的任意拉格朗日-歐拉法有限元模擬[J];吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2008年03期

5 戴振東;佟金;任露泉;;仿生摩擦學(xué)研究及發(fā)展[J];科學(xué)通報;2006年20期

6 佟金,馬云海,任露泉;天然生物材料及其摩擦學(xué)[J];摩擦學(xué)學(xué)報;2001年04期

7 ;Study on design of the regular concave surface profiles[J];Science in China,Ser.A;2001年S1期

8 朱云升;向會倫;朱勇;張謝東;;凝冰條件下瀝青路面與輪胎接觸摩擦動力響應(yīng)分析[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版);2014年01期

9 柴少彪;王鐵;武志斐;趙留強;;基于ANSYS/LS-DYNA的鼓式制動器接觸仿真分析[J];汽車科技;2010年02期

10 汪家道,陳大融,孔憲梅,及開元;面接觸規(guī)則凹坑表面流體潤滑計算[J];清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2001年02期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 楊洪秀;活塞缸套系統(tǒng)仿生非光滑界面摩擦與潤滑機理的研究[D];吉林大學(xué);2008年

2 王志強;內(nèi)曲線式低速大扭矩水液壓馬達關(guān)鍵技術(shù)研究[D];燕山大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 朱林培;輪胎滑水特性仿真分析與研究[D];華南理工大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：高壓海水軸向柱塞泵配流盤摩擦副仿生非光滑表面研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：475237