本文關(guān)鍵詞：基于CFD的新型液氣緩沖器流場(chǎng)分析與試驗(yàn)研究

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【摘要】：緩沖器是一種機(jī)械裝置的安全器件,目前普遍應(yīng)用于交通、港口和起重機(jī)械等領(lǐng)域,在實(shí)際的工作過(guò)程中操縱員人身的安全和設(shè)備的壽命等諸多因素與其性能的優(yōu)劣息息相關(guān),而隨著機(jī)械設(shè)備向著高速化、大型化的趨勢(shì)發(fā)展,設(shè)備對(duì)于振動(dòng)與沖擊的控制精度要求日趨嚴(yán)格,因此性能優(yōu)良并且具有高可靠性的緩沖器成為當(dāng)下研究的焦點(diǎn)和難點(diǎn)。 與其他種類的緩沖器相比,本文研究對(duì)象即新型液氣緩沖器采用一種全新的阻尼結(jié)構(gòu),復(fù)位元件選用壓縮的氮?dú)?不僅避免了使用金屬?gòu)椈勺鳛閺?fù)位件后出現(xiàn)的疲勞和磨損現(xiàn)象,而且氮?dú)獾臒o(wú)疲勞、體積模量小的特點(diǎn)使得液氣緩沖器呈現(xiàn)出較為優(yōu)越的緩沖性能,即容量大、緩沖力迅速上升以及反彈時(shí)間短等,是目前較為理想的緩沖裝置,具有很高的研究?jī)r(jià)值。 本文以新型節(jié)流芯軸式的液氣緩沖器作為研究對(duì)象,依據(jù)流體力學(xué)、計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)等學(xué)科理論,基于CFD技術(shù),利用動(dòng)網(wǎng)格模型,同時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型和SIMPLEC算法,運(yùn)用仿真軟件FLUENT對(duì)新型節(jié)流芯軸式液氣緩沖器進(jìn)行幾何模型的建立、模擬迭代計(jì)算,得到內(nèi)部流場(chǎng)壓力和速度分布特性以及緩沖特性曲線,并分別對(duì)不同緩沖間隙、節(jié)流芯軸形狀和沖擊速度三種模型進(jìn)行仿真模擬,獲得各參數(shù)對(duì)液氣緩沖器緩沖特性的影響,為新型液氣緩沖器關(guān)鍵部位參數(shù)的確定和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供了參考依據(jù)。同時(shí)將仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明采用CFD方法對(duì)緩沖器流場(chǎng)進(jìn)行仿真分析是可行的。同時(shí)本文也為緩沖器產(chǎn)品的研發(fā)和改進(jìn)提供了全新的參考方法,具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：計(jì)算流體動(dòng)力學(xué) 液氣緩沖器 動(dòng)網(wǎng)格 數(shù)值模擬 實(shí)驗(yàn)研究
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH136
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 緩沖器簡(jiǎn)介10-15
• 1.1.1 緩沖器的工作原理與性能指標(biāo)10-12
• 1.1.2 緩沖器的分類12-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外緩沖器的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 國(guó)外緩沖器的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)緩沖器的研究方法17-18
• 1.3 課題研究意義18
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容18-20
• 2 新型節(jié)流芯軸式液氣緩沖器20-29
• 2.1 常見(jiàn)的液氣緩沖器簡(jiǎn)介20-22
• 2.1.1 皮囊式液氣緩沖器20
• 2.1.2 多孔式液氣緩沖器20-21
• 2.1.3 節(jié)流芯軸式液氣緩沖器21-22
• 2.2 液氣緩沖器的工作原理簡(jiǎn)介22-23
• 2.3 新型液氣緩沖器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)23-24
• 2.3.1 新型阻尼結(jié)構(gòu)分析23-24
• 2.3.2 氣腔結(jié)構(gòu)24
• 2.4 液氣緩沖器的計(jì)算模型分析24-25
• 2.5 液氣緩沖器的發(fā)展與應(yīng)用25-29
• 2.5.1 紡織行業(yè)的應(yīng)用25-26
• 2.5.2 汽車上的應(yīng)用26
• 2.5.3 飛機(jī)上的應(yīng)用26-27
• 2.5.4 鐵道車輛上的應(yīng)用27-29
• 3 新型液氣緩沖器模型的建立與仿真計(jì)算29-46
• 3.1 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)介29-38
• 3.1.1 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)概述29-31
• 3.1.2 湍流理論31-34
• 3.1.3 動(dòng)網(wǎng)格模型與UDF概述34-36
• 3.1.4 CFD軟件介紹36-38
• 3.2 仿真計(jì)算的前期處理38-42
• 3.2.1 建模的假設(shè)39
• 3.2.2 模型簡(jiǎn)化與建立39-41
• 3.2.3 網(wǎng)格模型的生成41-42
• 3.3 計(jì)算模型的設(shè)置42-44
• 3.3.1 求解器的選擇42
• 3.3.2 湍流模型的選擇42-43
• 3.3.3 算法和離散格式的選擇43
• 3.3.4 邊界條件的設(shè)置43
• 3.3.5 動(dòng)網(wǎng)格模型的設(shè)置43-44
• 3.4 仿真計(jì)算過(guò)程44-46
• 4 新型液氣緩沖器模擬仿真分析46-54
• 4.1 新型緩沖器的仿真模擬分析46-48
• 4.1.1 內(nèi)部流場(chǎng)的分布云圖及分析46-47
• 4.1.2 緩沖特性曲線及分析47-48
• 4.2 液氣緩沖器緩沖過(guò)程的影響分析48-54
• 4.2.1 緩沖間隙對(duì)緩沖過(guò)程的影響分析48-50
• 4.2.2 節(jié)流軸形狀對(duì)緩沖過(guò)程的影響分析50-51
• 4.2.3 沖擊速度對(duì)緩沖過(guò)程的影響分析51-53
• 4.2.4 仿真結(jié)果總結(jié)53-54
• 5 液氣緩沖器的試驗(yàn)研究54-61
• 5.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>54
• 5.2 緩沖器試驗(yàn)簡(jiǎn)介54-56
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組成54-56
• 5.2.2 試驗(yàn)主要內(nèi)容56
• 5.3 各不同工況下緩沖性能的試驗(yàn)結(jié)果及對(duì)比分析56-59
• 5.3.1 新型液氣緩沖器的靜態(tài)性能實(shí)驗(yàn)56-57
• 5.3.2 新型液氣緩沖器的動(dòng)態(tài)性能實(shí)驗(yàn)57-58
• 5.3.3 沖擊速度對(duì)緩沖器性能的影響58-59
• 5.4 試驗(yàn)結(jié)果分析59-60
• 5.5 試驗(yàn)總結(jié)60-61
• 結(jié)論61-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 附錄A 控制沖擊邊界4的UDF文件moving.c程序內(nèi)容66-67
• 附錄B 控制柱塞邊界1的UDF文件valve.c程序內(nèi)容67-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況69-70
• 致謝70-71

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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4 苗明;李明月;楊萬(wàn)春;;新型液氣緩沖器的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)及其仿真分析[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2006年01期

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本文編號(hào)：849398