本文關(guān)鍵詞：高壓海水軸向柱塞泵滑靴副仿生非光滑表面潤(rùn)滑特性研究

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【摘要】：隨著節(jié)能環(huán)保以及國(guó)家海洋戰(zhàn)略的實(shí)施,海水液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、反滲透海水淡化系統(tǒng)、深海作業(yè)工具系統(tǒng)等將得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用,上述這些系統(tǒng)的核心動(dòng)力元件就是高壓海水軸向柱塞泵,滑靴副副是它的關(guān)鍵摩擦副之一,而且是一組典型的高壓重載副。由于海水黏度低、潤(rùn)滑性極差、氣化壓力高,并具有很強(qiáng)的腐蝕作用,特別是存在成分復(fù)雜的各種污染雜質(zhì),在高速重載工況下,滑靴副極易遭受污染磨損,使海水泵性能劣化而過(guò)早失效。本文提出應(yīng)用非光滑表面技術(shù)來(lái)改善滑靴副的磨損性能,并應(yīng)用數(shù)值仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)合的方法研究非光滑表面潤(rùn)滑規(guī)律。首先,根據(jù)滑靴副的實(shí)際工況和工作特點(diǎn),建立運(yùn)動(dòng)模型與幾何模型,并將仿生非光滑表面布置于滑靴底面。其次,針對(duì)單一仿生單元進(jìn)行數(shù)值模擬,分析各因素對(duì)承載力的影響,并確定幾種較優(yōu)的凹坑結(jié)構(gòu)。結(jié)果表面扇形坑口形狀最優(yōu),圓弧狀截面形狀最優(yōu);較優(yōu)坑形為扇形錐坑與球坑。再次,針對(duì)優(yōu)秀坑形加工試件進(jìn)行實(shí)驗(yàn),對(duì)比分析光滑表面與各非光滑表面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在不同轉(zhuǎn)速情況下,非光滑表面的摩擦系數(shù)均小于光滑表面。最后,將幾種優(yōu)秀坑形應(yīng)用于滑靴副并對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,分析仿生單元尺寸、深徑比間距水膜承載特性的影響,得出水膜承載力隨各因素變化的規(guī)律并確定最優(yōu)結(jié)構(gòu)。
【關(guān)鍵詞】：仿生 滑靴副 數(shù)值模擬 非光滑表面 海水柱塞泵
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P742;TH322
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題背景及研究目的與意義11-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 課題來(lái)源及主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 1.3.1 課題來(lái)源17
• 1.3.2 課題主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 第2章 流體動(dòng)壓潤(rùn)滑基本模型的建立19-29
• 2.1 滑靴─斜盤(pán)副運(yùn)動(dòng)模型的建立19-21
• 2.2 基本方程21-23
• 2.2.1 N-S方程21-22
• 2.2.2 連續(xù)性方程22-23
• 2.3 非光滑表面結(jié)構(gòu)模型建立23-26
• 2.3.1 滑靴幾何模型的建立24
• 2.3.2 流場(chǎng)模型的建立及網(wǎng)格的劃分24-26
• 2.3.3 單一凹坑控制方程的建立26
• 2.4 整體模型模擬結(jié)果26-27
• 2.5 CFD數(shù)值模擬的基本思路27
• 2.6 本章小結(jié)27-29
• 第3章 凹坑形仿生非光滑表面動(dòng)壓潤(rùn)滑計(jì)算29-51
• 3.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)29-33
• 3.1.1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計(jì)29-32
• 3.1.2 正交試驗(yàn)表的確立32-33
• 3.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析33-35
• 3.3 凹坑內(nèi)部流場(chǎng)分析35-50
• 3.3.1 凹坑截面形狀對(duì)流場(chǎng)的影響37-39
• 3.3.2 凹坑坑口形狀對(duì)流場(chǎng)的影響39-43
• 3.3.3 凹坑最深點(diǎn)位置對(duì)流場(chǎng)的影響43-47
• 3.3.4 扇形凹坑圓心角對(duì)流場(chǎng)的影響47-50
• 3.4 本章小結(jié)50-51
• 第4章 非光滑表面摩擦磨損試驗(yàn)研究51-64
• 4.1 實(shí)驗(yàn)部分51-54
• 4.1.1 試件設(shè)計(jì)加工51
• 4.1.2 試驗(yàn)設(shè)備51-53
• 4.1.3 摩擦磨損試驗(yàn)53-54
• 4.2 結(jié)果與討論54-63
• 4.2.1 各對(duì)偶摩擦副摩擦系數(shù)的比較54-58
• 4.2.2 各對(duì)偶副磨損后的變化58-63
• 4.3 本章小結(jié)63-64
• 第5章 滑靴副流場(chǎng)分析64-77
• 5.1 球形坑仿生非光滑表面滑靴副流場(chǎng)分析64-67
• 5.1.1 直徑對(duì)液膜承載力的影響65-66
• 5.1.2 深徑比對(duì)液膜承載力的影響66
• 5.1.3 凹坑間距對(duì)液膜承載力的影響66-67
• 5.2 柱形坑仿生非光滑表面滑靴副流場(chǎng)分析67-72
• 5.2.1 直徑對(duì)液膜承載力的影響69-70
• 5.2.2 深徑比對(duì)液膜承載力的影響70-71
• 5.2.3 凹坑間距對(duì)液膜承載力的影響71-72
• 5.3 錐形坑仿生非光滑表面滑靴副流場(chǎng)分析72-76
• 5.3.1 直徑對(duì)液膜承載力的影響73-74
• 5.3.2 深徑比對(duì)液膜承載力的影響74-75
• 5.3.3 凹坑間距對(duì)液膜承載力的影響75-76
• 5.4 本章小結(jié)76-77
• 結(jié)論77-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)及主要成果83-84
• 致謝84-85
• 作者簡(jiǎn)介85

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：574900