本文關(guān)鍵詞：基于動網(wǎng)格技術(shù)的高速液壓缸動態(tài)過程流場數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在現(xiàn)代機電設(shè)備向高速大功率方向發(fā)展趨勢下，高速液壓缸已悄然成為學者們的研究熱點。目前，關(guān)于高速液壓缸的研究大多數(shù)是以其控制、緩沖以及密封等問題展開的，對其內(nèi)流場的研究卻不多見。通過對高速液壓缸內(nèi)流場的研究，掌握活塞運動過程中其端面的壓力分布規(guī)律，不僅可以了解液壓缸的動態(tài)響應特性，，更好的控制高速液壓缸的運行，還可以為液壓缸的密封、緩沖等結(jié)構(gòu)設(shè)計提供有實用價值的參考和理論指導。 鑒于此，本文以某活塞式高速液壓缸作為研究對象，結(jié)合計算流體動力學及數(shù)值模擬相關(guān)理論，利用專業(yè)的流體分析軟件和動網(wǎng)格技術(shù)對其進行了內(nèi)流場模擬仿真。主要做了如下工作： （1）根據(jù)活塞式高速液壓缸的結(jié)構(gòu)建立了用于仿真的幾何模型，用GAMBIT軟件對其進行三維建模和網(wǎng)格劃分；在對高速液壓缸內(nèi)流態(tài)探討的基礎(chǔ)上，選擇了標準湍流模型用于仿真計算；通過編寫UDF程序，實現(xiàn)了動網(wǎng)格技術(shù)在高速液壓缸動邊界仿真中的應用； （2）結(jié)合動網(wǎng)格技術(shù)，使用FLUENT軟件對特定工況下高速液壓缸內(nèi)流場整個工作行程進行了連續(xù)的動態(tài)仿真，分析了缸內(nèi)流場中的流線和壓力分布；通過提取數(shù)據(jù)，得到高速液壓缸的速度-時間、壓力-時間瞬態(tài)變化曲線；分別對高速液壓缸運動的起始階段、勻速階段以及終止階段進行了詳細討論； （3）分別對不同壓差、行程、初始容腔、油口大小及分布下的高速液壓缸進行了數(shù)值模擬仿真，探討了動力學參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)對高速液壓缸運動的影響。結(jié)果表明：壓差越大，高速液壓缸進入平穩(wěn)階段的時間越短，活塞速度波動越大；工作行程越短，液壓缸起始越平穩(wěn)；初始容腔越大，高速液壓缸達到穩(wěn)態(tài)階段所需的時間越短，初始容腔越小，高速液壓缸啟動更平穩(wěn)；油口越小，液壓缸運行速度的波動周期越長，幅值越大，液壓缸的平穩(wěn)性越差；無偏置油口分布優(yōu)于偏置油口。
【關(guān)鍵詞】：高速液壓缸 動網(wǎng)格 動邊界 壓力分布 速度特性 結(jié)構(gòu)尺寸
【學位授予單位】：武漢科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH137
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 引言8
• 1.2 本課題的研究意義8-9
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3.1 高速液壓缸的研究進展9-10
• 1.3.2 動網(wǎng)格技術(shù)應用的國內(nèi)外現(xiàn)狀10-11
• 1.4 本課題的主要研究內(nèi)容11-13
• 第二章 高速液壓缸建模13-21
• 2.1 計算流體動力學概述13
• 2.2 流體力學控制方程13-14
• 2.3 液壓缸建模14-17
• 2.3.1 單桿活塞式液壓缸14-15
• 2.3.2 幾何模型的建立15-16
• 2.3.3 網(wǎng)格劃分16-17
• 2.3.4 邊界類型指定17
• 2.4 粘性模型的選擇17-19
• 2.4.1 液壓缸缸內(nèi)流態(tài)判斷17-18
• 2.4.2 湍流模型的選擇18-19
• 2.5 邊界條件及流體參數(shù)19-20
• 2.5.1 初始條件19-20
• 2.5.2 邊界條件20
• 2.5.3 流體參數(shù)20
• 2.6 本章小結(jié)20-21
• 第三章 高速液壓缸內(nèi)流場仿真分析21-38
• 3.1 仿真模型假設(shè)21
• 3.2 動網(wǎng)格相關(guān)設(shè)置21-25
• 3.2.1 動網(wǎng)格技術(shù)簡介21
• 3.2.2 動網(wǎng)格計算的控制方程21-22
• 3.2.3 用戶自定義函數(shù)與程序編寫22-24
• 3.2.4 動網(wǎng)格的更新24
• 3.2.5 殘差值以及計算時步長的設(shè)置24-25
• 3.3 高速液壓缸內(nèi)流場的流線分布25-27
• 3.4 高速液壓缸內(nèi)部流場的壓力分布27-32
• 3.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析32-37
• 3.5.1 高速液壓缸活塞端面受力分析32-34
• 3.5.2 高速液壓缸運動速度分析34-37
• 3.6 本章小結(jié)37-38
• 第四章 運動與動力學參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系38-49
• 4.1 工作行程對高速液壓缸運動的影響38-39
• 4.2 初始容腔對高速液壓缸運動的影響39-40
• 4.3 壓差大小對高速液壓缸運動的影響40-41
• 4.4 油口大小對高速液壓缸運動的影響41-43
• 4.5 油口分布對高速液壓缸運動的影響43-47
• 4.6 本章小結(jié)47-49
• 第五章 總結(jié)與展望49-51
• 5.1 工作總結(jié)49-50
• 5.1.1 主要工作49
• 5.1.2 主要結(jié)論49-50
• 5.2 工作展望50-51
• 參考文獻51-54
• 致謝54-55
• 攻讀碩士學位期間參加的科研工作和所發(fā)表學術(shù)論文55-56
• 詳細摘要56-61

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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  本文關(guān)鍵詞：基于動網(wǎng)格技術(shù)的高速液壓缸動態(tài)過程流場數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：296212