硬巖掘進裝備（Tunnel Boring Machine,簡稱TBM）是機械、電子、液壓、激光技術一體化的大型工業(yè)化隧道施工作業(yè)系統(tǒng)。TBM在掘進過程中會產生強振動,掘進系統(tǒng)中的換向閥長期工作在這種環(huán)境下,會導致?lián)Q向閥閥內溫度升高,因此需要研究基礎振動對換向閥閥內溫度場的影響,從而為改善換向閥閥內溫度場奠定理論基礎。本文的主要內容：1、構建了基礎振動環(huán)境下?lián)Q向閥閥芯動力學模型、換向閥閥內溫度場數(shù)學模型和閥內流體計算網(wǎng)絡模型,利用Fluent仿真獲得閥內溫度場的分布云圖。2、研究了基礎振動參數(shù)、閥芯開度、工作壓差、油液入口溫度、油液流速、均壓槽形狀和數(shù)量等因素對換向閥閥內溫度場的影響,揭示了它們對閥內溫度場的影響規(guī)律。3、研究了閥內溫度場與閥體、閥芯變形量、換向閥流量特性之間的關系,獲得了閥內溫度場對換向閥流量特性的影響規(guī)律。以流量波動幅值為無基礎振動時流量的2.5%為失效臨界值,確定了換向閥穩(wěn)定工作的溫度范圍,提出了基礎振動環(huán)境下?lián)Q向閥防失效措施,比如限定油液入口溫度、增加散熱面積等措施。4、搭建了基礎振動環(huán)境下?lián)Q向閥振動試驗臺,并開展了相關的實驗研究,實驗結果驗證了理論分析的正確性。 

【文章來源】：中南大學湖南省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 研究背景及意義
    1.3 國內外關于換向閥研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國內外換向閥流場研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內換向閥溫度場研究現(xiàn)狀
    1.4 研究的主要內容
2 基礎振動下?lián)Q向閥仿真模型的建立
    2.1 引言
    2.2 換向閥工作原理
    2.3 基礎振動信號
    2.4 受迫振動理論
    2.5 基礎振動下?lián)Q向閥閥內溫度場數(shù)學模型
    2.6 基礎振動下?lián)Q向閥仿真模型
        2.6.1 幾何模型
        2.6.2 閥內流體網(wǎng)格模型
        2.6.3 閥內流體邊界條件設置及性能參數(shù)
        2.6.4 動網(wǎng)格模型
        2.6.5 液壓油粘溫特性
    2.7 小結
3 基礎振動下?lián)Q向閥閥內流體溫度場分析
    3.1 引言
    3.2 FLUENT軟件
    3.3 換向閥閥口流體溫度場分布情況
        3.3.1 有無基礎振動對閥口流體溫度場的影響
        3.3.2 基礎振動振幅對閥口流體溫度場的影響
        3.3.3 基礎振動頻率對閥口流體溫度場的影響
        3.3.4 工作壓差對閥口流體溫度場的影響
        3.3.5 油液入口初始溫度對閥口流體溫度場的影響
        3.3.6 油液入口流速對閥口流體溫度場的影響
    3.4 換向閥環(huán)向間隙流體溫度場分布情況
        3.4.1 有無基礎振動對環(huán)向間隙溫度場的影響
        3.4.2 基礎振動振幅對環(huán)向間隙溫度場的影響
        3.4.3 基礎振動頻率對環(huán)向間隙溫度場的影響
        3.4.4 間隙高度對環(huán)向間隙溫度場的影響
        3.4.5 偏心量對環(huán)向間隙溫度場的影響
        3.4.6 均壓槽數(shù)量對環(huán)向間隙溫度場的影響
        3.4.7 均壓槽形狀對環(huán)向間隙溫度場的影響
    3.5 小結
4 基礎振動下?lián)Q向閥閥芯閥體熱分析研究
    4.1 引言
    4.2 ANSYS熱分析的特點
    4.3 基礎振動環(huán)境下閥芯溫度分布
    4.4 基礎振動環(huán)境下閥芯變形量數(shù)值模擬及結果分析
        4.4.1 數(shù)值模擬參數(shù)設置
        4.4.2 基礎振動對閥芯熱變形量的影響
        4.4.3 基礎振動下閥芯熱變形量隨工作時間的變化關系
        4.4.4 閥芯節(jié)流閥口對閥芯熱變形量的影響
        4.4.5 基礎振動對閥體熱變形量的影響
    4.5 小結
5 溫度場對換向閥出口流量特性的研究
    5.1 引言
    5.2 流量特性評價指標
    5.3 溫度場對流量特性的影響分析
        5.3.1 溫度場對內摩擦力的影響
        5.3.2 溫度場對粘性阻尼系數(shù)的影響
        5.3.3 溫度場對液動力的影響
        5.3.4 溫度對流量波動幅值影響
    5.4 閥芯閥套間的間隙對溫度場影響的特性研究
    5.5 基礎振動環(huán)境下?lián)Q向閥防失效措施
    5.6 小結
6 基礎振動下?lián)Q向閥實驗研究
    6.1 引言
    6.2 實驗目的和方案
        6.2.1 實驗目的
        6.2.2 實驗方案
    6.3 實驗方案設計
        6.3.1 換向閥試驗原理
        6.3.2 振動試驗臺搭建
        6.3.3 振動實驗信號
    6.4 試驗結果及分析
        6.4.1 基礎振動對油液溫度影響的對比試驗
        6.4.2 基礎振動參數(shù)對油液溫度影響的對比試驗
        6.4.3 基礎振動下工作壓差對油液溫度影響試驗
    6.5 小結
7 總結與展望
    7.1 總結
    7.2 展望
參考文獻
攻讀學位期間主要的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[7]設計及工藝參數(shù)對銅制汽車散熱器散熱性能的影響[D]. 史井泉.吉林大學 2010
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[9]節(jié)流閥油流溫升及閥芯變形研究[D]. 李松.浙江大學 2008
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本文編號：3629821