【摘要】：渦輪增壓器能夠有效改善發(fā)動機的動力性、排放性及燃油經濟性。發(fā)動機的工作強度越高,渦輪增壓器工作環(huán)境越惡劣,相關零部件的熱負荷也不斷上升,渦輪箱的熱應力很大程度上決定了渦輪增壓器的結構可靠性。本文針對某型號渦輪增壓器試制時,廢氣閥門孔處開裂現(xiàn)象,采用數(shù)值模擬和試驗相結合的方法進行研究,探討渦輪箱設計研發(fā)過程中數(shù)值模擬流程的合理性。主要對放氣閥門孔傾斜角度進行結構優(yōu)化設計;基于渦輪增壓器渦輪箱傳熱機理,應用流固耦合方法對渦輪箱進行數(shù)值模擬,對渦輪箱溫度場、渦輪箱熱-機械應力及應變進行計算分析,并測量相應的渦輪箱溫度場及應變量。試驗結果表明:本文的耦合傳熱、熱-機械應力及應變計算分析結果與實際情況較為吻合,該數(shù)值模擬流程可以為渦輪箱的設計研發(fā)提供一定的參考依據(jù)。論文的研究工作及創(chuàng)新之處如下:(1)相比以往采用的單向耦合計算,本文采用第三方軟件MPCCI進行了雙向流固耦合分析,不需要多次人為進行結果映射,可以同時進行FLUENT渦輪箱內高溫廢氣的流動模擬及ABAQUS渦輪箱結構受熱分析,兩者獨立計算自動耦合得到渦輪箱溫度場分布,為后期渦輪箱熱應力的計算提供了更為準確的邊界條件。(2)本文對渦輪箱的模擬仿真使用更為完整的邊界條件(渦輪前部溫度,渦輪后部溫度,渦輪前部壓力,渦輪后部壓力),同時控制渦輪箱廢氣閥門在不同工況下的開度,使其更接近實際工況,有效保證了模擬仿真結果的準確性。(3)相比于以往單一渦輪箱零部件的模擬仿真,本文考慮到渦輪箱相鄰零部件在高溫下產生熱膨脹,相互擠壓變形,在計算過程中增加了簡化的排氣歧管,排氣管,渦輪轉子,放氣閥門等受熱零部件,使得溫度場的模擬更為準確,且有效模擬了各零部件受到熱應力、熱應變后對渦輪箱的影響,結果更為接近真實工況。
【圖文】：

圖 3.1 渦輪增壓器渦輪箱組件三維幾何模型Three-dimensional geometric model of turbocharger turbin網(wǎng)格劃分分析發(fā)現(xiàn)，單獨只對渦輪箱進行仿真分析與實際工況之間除了高溫廢氣與流道壁面之間的對流換熱之外，傳導，因此想要構建較為合理的仿真模型，需要構建包括渦輪箱，渦輪轉子，放氣閥門，簡化排氣歧管和esh 軟件是美國 Altair 公司推出一款高性能有限元前處處理軟件，具有以下優(yōu)勢：大的幾何處理功能，有完善的幾何處理工具，更便于對提高網(wǎng)格劃分的總體速度和質量有明顯優(yōu)勢。esh 接口適應性強。可以直接導入 UG、Pro/E、CATI

第三章 渦輪增壓器渦輪箱數(shù)值模擬分析處理進行面網(wǎng)格劃分。對于渦輪箱需要將內流道進行口，喉口以及放氣閥門等容易出現(xiàn)危險的部位需要分倒角及曲率較大的圓角進行單獨抽取，，進行網(wǎng)格輪葉片根部倒角，葉尖倒角單獨處理進行適當?shù)木W(wǎng)組件采取全四面體網(wǎng)格劃分，圖 3.2 為渦輪箱組件935，節(jié)點數(shù) 719839。
【學位授予單位】：南華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TK403

【參考文獻】

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2 龔金科;田應華;賈國海;章滔;;渦輪增壓器軸承體耦合傳熱的數(shù)值仿真[J];湖南大學學報(自然科學版);2015年04期

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本文編號：2674501