本文選題：液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái) + 承載特性��； 參考：《湖南大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：大型重載液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)是重型立式機(jī)床的核心功能部件,由于具有高承載能力、高剛度、無磨損、長壽命等顯著優(yōu)點(diǎn),在衛(wèi)星大型鋁合金件、核電高壓泵體、大型閥門閥芯、風(fēng)電基座等大型核心零件加工中具有廣泛用途。相比于小型液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái),大型重載液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)的直徑通常達(dá)8 12 m,而油膜厚度僅0.15 mm左右,尺寸效應(yīng)帶來的力熱變形與油膜厚度的比值顯著增大,對(duì)其承載特性影響明顯,同時(shí)流固熱耦合效應(yīng)也嚴(yán)重影響其運(yùn)行平穩(wěn)性和加工精度。與發(fā)達(dá)國家比較,我國自主生產(chǎn)的大型重載液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)不同程度地存在運(yùn)行平穩(wěn)性差、加工精度低,靜壓導(dǎo)軌易發(fā)生刮擦事故等問題。為解決上述問題,本文深入研究了大型重載液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)的承載特性及其流固熱耦合規(guī)律,主要研究內(nèi)容如下:(1)系統(tǒng)推導(dǎo)并建立大型重載液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)固定邊界油膜承載特性解析計(jì)算方法:針對(duì)均載工況,大型重載液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中,承載特性計(jì)算未考慮離心力影響的問題,建立計(jì)入離心力影響的油膜承載特性數(shù)學(xué)模型,并提出離心力影響因子的概念;針對(duì)固定偏載工況,提出了固定偏載液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)承載特性的當(dāng)量油膜厚度解析算法�；诠潭ㄟ吔缬湍こ休d特性解析計(jì)算方法,分別研究均載和固定偏載工況下,固定邊界油膜的承載特性受工作參數(shù)的影響規(guī)律。(2)針對(duì)裝夾偏載運(yùn)行工況,創(chuàng)新性地提出大型重載液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)可動(dòng)邊界油膜承載特性動(dòng)網(wǎng)格計(jì)算方法。該方法采用UDF自定義程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)偏載液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)行時(shí)油膜形態(tài)變化過程的模擬;并將轉(zhuǎn)速加載到各運(yùn)動(dòng)單元,將油膜旋轉(zhuǎn)動(dòng)邊界轉(zhuǎn)換為靜止邊界以避免轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)引起的油膜網(wǎng)格畸變;利用彈簧光順模型更新因轉(zhuǎn)臺(tái)傾斜方向改變引起的油膜網(wǎng)格擠壓變形�；谠撍惴�,對(duì)偏載靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)可動(dòng)邊界油膜進(jìn)行仿真分析,研究其承載特性受工作參數(shù)的影響規(guī)律。(3)通過建立大型重載液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)的流固熱耦合模型,將Fluent軟件中得到的油膜壓力場和溫度場計(jì)算結(jié)果作為載荷加載到Workbench的液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)固體結(jié)構(gòu)模型中,從而實(shí)現(xiàn)大型重載液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)流固熱耦合變形計(jì)算。采用大型重載液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)流固熱耦合變形計(jì)算方法,研究上下兩靜壓導(dǎo)軌變形場對(duì)油膜厚度的影響規(guī)律,對(duì)流固熱耦合模型進(jìn)行簡化,并進(jìn)一步研究均載及偏載工況下,主要工作參數(shù)對(duì)液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)、導(dǎo)軌變形以及最小油膜厚度的影響規(guī)律。(4)針對(duì)大型重載液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)流固熱耦合變形使轉(zhuǎn)臺(tái)的運(yùn)行平穩(wěn)性和加工精度降低,甚至發(fā)生刮擦事故的工程難題,提出大型重載液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)流固熱耦合變形的控制策略:(1)提高摩擦副表面的輪廓精度和表面光潔度;(2)轉(zhuǎn)臺(tái)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)面預(yù)變形補(bǔ)償;(3)優(yōu)化轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)參數(shù),增強(qiáng)轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)剛度,減小力熱變形;(4)油膜厚度在線監(jiān)測與補(bǔ)償系統(tǒng)。通過對(duì)比分析控制前后的導(dǎo)軌變形以及生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證大型重載液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)流固熱變形控制策略的有效性。(5)建立大型重載液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng),分別對(duì)固定邊界油膜承載特性及可動(dòng)邊界油膜承載特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。通過試驗(yàn)驗(yàn)證油膜厚度在線監(jiān)測及補(bǔ)償系統(tǒng)對(duì)能油膜厚度監(jiān)測、控制的有效性。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論計(jì)算結(jié)果,驗(yàn)證固定邊界油膜承載特性解析計(jì)算方法以及可動(dòng)邊界油膜承載特性動(dòng)網(wǎng)格計(jì)算方法的正確性和有效性,為大型重載液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
[Abstract]:澶у瀷閲嶈澆娑蹭綋闈欏帇杞彴鏄噸鍨嬬珛寮忔満搴婄殑鏍稿績鍔熻兘閮ㄤ歡,鐢變簬鍏鋒湁楂樻壙杞借兘鍔，

本文編號(hào)：2032254