軸向柱塞泵因其具有容積效率高、極限壓力高、功率密度高等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用在工程機(jī)械設(shè)備中。隨著目前液壓系統(tǒng)向著高速、高壓、大流量方向發(fā)展,對軸向柱塞泵的性能提出了更高的要求。 本文對軸向柱塞泵配流特性進(jìn)行研究,在全面考慮多種因素影響下,采用CFD方法對配流過程非定常流場進(jìn)行數(shù)值模擬,力求能夠獲得對柱塞泵配流過程中復(fù)雜流場的深入認(rèn)識,為今后柱塞泵的工程設(shè)計以及性能的提高提供具有參考價值的分析方法與研究手段。根據(jù)課題的內(nèi)容和特點(diǎn),分為5個章節(jié)。 第一章,著重分析了選題背景,包括軸向柱塞泵特點(diǎn)和CFD在柱塞泵中的應(yīng)用。對軸向柱塞泵國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹。最后概括了本文的研究內(nèi)容和意義。 第二章,軸向柱塞泵配流過程數(shù)值模擬。首先根據(jù)雷諾數(shù)計算配流過程中各個區(qū)域的流體流態(tài),首次采用層流加局部湍流模型對配流流場進(jìn)行數(shù)值計算;在高速高壓下運(yùn)轉(zhuǎn)的流體不再是一般認(rèn)為的不可壓縮流體,提出了弱可壓縮性概念,得到了弱可壓縮流體的狀態(tài)方程,同時考慮油液的粘壓效應(yīng)和粘溫效應(yīng),獲得了表征粘度隨壓力、溫度變化的關(guān)系式。將以上兩個方程式帶入流體控制方程組使其封閉并對其進(jìn)行數(shù)值求解。 第三章,數(shù)值計算結(jié)果分析。通過流場可視化,觀察流量倒灌現(xiàn)象以及油膜處壓力分布;得到泵出口流量脈動變化情況;從兩個方面探求配流過程出現(xiàn)空化的原因,同時得到空化的位置分布和體積組分分布;提出新的研究阻尼槽流量系數(shù)的方法,即根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果,擬合出流量系數(shù)與配流旋轉(zhuǎn)角度的關(guān)系式;對缸體進(jìn)行受力分析,得到缸體所受壓緊力和壓緊力矩;詳細(xì)分析了變工況下柱塞泵內(nèi)流及外特性以及阻尼槽幾何尺寸對柱塞泵性能的影響。 第四章,流量脈動測試試驗臺的初步設(shè)計。根據(jù)管道動態(tài)特性搭建了流量脈動測試實驗臺,以期對軸向柱塞泵出口的流量進(jìn)行動態(tài)測量,以此來驗證仿真計算是否真實,準(zhǔn)確,借此證明所建立的數(shù)學(xué)模型、所設(shè)定的邊界條件和初始條件是否合理。 第五章,對本論文的研究工作和成果進(jìn)行了總結(jié),展望了未來需開展的工作。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2008
【中圖分類】：TH322
【部分圖文】：

圖1.1軸向柱塞泵市場需求1.2CFD技術(shù)在柱塞泵中的應(yīng)用計算流體力學(xué)(Computati。nalFluidDynamiCS，簡稱CFD)是通過計算機(jī)數(shù)值計圖形顯示，對包含有流體流動和熱傳導(dǎo)等相關(guān)物理現(xiàn)象所做的分析。采用CFD方法理問題進(jìn)行數(shù)值模擬的基本思想可以概括為:把原來在時間、空間坐標(biāo)系中連續(xù)的量的場，如流體流動的壓力場、溫度場等，用有限個離散點(diǎn)上的值的集合來代替，求解按一定方法建立起來的關(guān)于這些值的代數(shù)方程，來獲得離散點(diǎn)上被求物理量。這些離散點(diǎn)上被求物理量值的集合稱為該物理量的數(shù)值解。CFD的長處是適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用面廣。流動問題的控制方程一般是非線性的，自變，計算域的幾何形狀和邊界條件復(fù)雜，很難求得解析解，而用CFD方法則有可能找足工程需要的數(shù)值解。運(yùn)用數(shù)值計算技術(shù)，優(yōu)化結(jié)構(gòu)、降低磨損、減小噪聲、提高性能是流體技術(shù)發(fā)展

圖1.3配流過程配流盤處壓力分布瑞典林雪平大學(xué)從上世紀(jì)九十年代開始著手液壓泵的研究。J。hanSS。nA〔鄧〕一〔川的博士論文中提出了降低柱塞泵噪聲的多變量綜合優(yōu)化法。流量脈動測量方面，在了前人的測量方法并分析其優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了(SourceadmittanCe)測量方雪平大學(xué)的IJ.Er1CSon洲搭建了試驗臺。圖1.4為測試試驗臺以及泵出口流量脈動結(jié)果。

圖 1.4Sour。 eadmittanee測量試驗臺及測試結(jié)果德國亞深工業(yè)大學(xué) (RwTHAaChen)的IFAS研究組「糾一「3’〕也開展了柱塞泵/馬達(dá)技術(shù)方面的研究工作。該小組重點(diǎn)研究壓力脈動油液沖擊引起的噪聲的傳遞路線，如圖1.5所示，以對結(jié)構(gòu)振動進(jìn)行測試和計算。并通過改進(jìn)柱塞泵/馬達(dá)的外殼結(jié)構(gòu)降低振動。在脈動方面的研究主要通過流體仿真方面的軟件DSHpluS開展，采用DSHplus軟件建立一個完整的軸向柱塞泵的仿真程序，該程序有三個模塊構(gòu)成，一個是機(jī)械模塊可進(jìn)行運(yùn)動及動力學(xué)仿真計算(由ADAMS構(gòu)成)，一個是液壓模塊可計算出由流體產(chǎn)生的壓力，最后一個摩擦模塊主要計算摩擦力的值。通過此程序?qū)Ρ玫膸讉�關(guān)鍵摩擦副進(jìn)行研究，用來分析柱塞泵內(nèi)部壓力、流場分布及變化情況。IFAS課題組還將DSHplus與Adams進(jìn)行聯(lián)合仿真，對九柱塞泵由于流體壓縮性和交替運(yùn)動產(chǎn)生的脈動進(jìn)行了研究。 }}}.1111111 111.}}}}}}}〕〕威威威 威JJJ~卜卜卜卜卜卜卜二二悅悅 圖1.5噪聲傳遞示意圖2003年在芬蘭坦佩雷召開的流體會議上，意大利Parma大學(xué)的Pa。1。Cas。1i〔32}從仿真和試驗兩方面得到了柱塞腔內(nèi)壓力變換情況

【引證文獻(xiàn)】

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3 魏秀業(yè);逯子榮;王海燕;;基于CFD的軸向柱塞泵流動特性的仿真研究[J];液壓與氣動;2013年09期

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2 宋月超;柱塞泵流量脈動測試方法和大范圍工況降噪結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究[D];浙江大學(xué);2013年

3 于大海;旋轉(zhuǎn)電極均勻介質(zhì)阻擋放電及應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2013年

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8 熊小平;A11VO軸向柱塞泵配流特性的研究[D];西南交通大學(xué);2010年

9 婁磊;軸向柱塞泵動力特性及配流盤內(nèi)流場特性研究[D];蘭州理工大學(xué);2010年

10 張燃;35mL/r十一柱賽泵的特性研究[D];西南交通大學(xué);2012年

本文編號：2823728