液力变矩器锁相定位激光流场测速试验方法研究

发布时间：2017-03-27 16:02

  本文关键词：液力变矩器锁相定位激光流场测速试验方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：以液力变矩器为代表的液力元件在车辆和工程机械行业中具有广泛应用,为了提高液力变矩器工作效率,需要加强对液力变矩器内流场的基础理论研究工作,而开展液力变矩器内流场试验研究,是把握内部流场状态的有效手段。本文以液力变矩器泵轮为例,基于激光多普勒测速(Laser Doppler Anemometry,LDA)技术,开展内流场非接触三维速度测量试验方法研究。首先,根据内流场流道的几何特征,结合激光多普勒测速系统工作特点,提出了适用于不同测量位置的内流场流速测试方案,设计并制造了开窗式液力变矩器试验包箱系统。通过对LDA系统激光光路的设计和调试,确定了适用于被试液力变矩器不同测量位置的LDA激光入射方式。结合测试试验台的布置方式与LDA系统的工作方式,以及激光探头的光路入射路径,确定了内流场各截面在LDA坐标系统中的准确位置,为试验结果的准确性奠定了基础。其次,根据被测液力变矩器的工作状态,确定了满足高速旋转条件下的LDA数据采集方法,分析了LDA系统各参数设置对试验数据采集的影响,确定了LDA内流场测试试验的最佳系统采样参数,并对试验测量的误差原因进行了分析。通过对试验中出现的叶轮壁面和叶片反射噪声信号的分析,采用了基于角度与速度区间分布技术的有效测试数据筛选方法,并根据测量信号的特点制定了锁相定位数据处理方法,对液力变矩器泵轮内流场各方向速度数据进行处理,并对所测流速数据进行了坐标转换和三维合成。最后,本文以D400型液力变矩器泵轮内流场为试验对象,根据所设计的泵轮内流场流速测量试验方案,利用LDA系统分别对泵轮流道的入口面、中间面和出口面进行了多速比工况下的流速测量,获得了不同速比工况下被测截面的切向速度、径向速度和轴向速度,并将被测截面不同方向上的速度变化趋势进行了对比分析,以泵轮中间面为例进行了三维速度矢量图的合成,验证了所设计的开窗液力变矩器内流场LDA试验方案的可行性,获取其内部流动参量分布规律,把握流动特征,以便为后续液力变矩器的设计提供理论依据。
【关键词】：激光多普勒测速 液力变矩器 锁相定位 流速测试
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH137.332
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-27
• 1.1 选题的背景和意义11-13
• 1.2 液力变矩器内流场测试研究现状13-22
• 1.2.1 国外研究现状13-19
• 1.2.2 国内研究现状19-22
• 1.3 研究目的和意义22-23
• 1.4 研究内容23-27
• 第2章 液力变矩器激光测速试验方案研究27-47
• 2.1 LDA测试试验系统27-30
• 2.2 试验测试状态30-33
• 2.3 泵轮LDA测试位置确定33-45
• 2.3.1 测量截面划分34-36
• 2.3.2 流场测试方法36-42
• 2.3.3 截面坐标位置42-45
• 2.4 试验注意事项45-46
• 2.5 本章小结46-47
• 第3章 LDA测试数据采集技术与误差分析47-59
• 3.1 数据采集模式与参数分析48-51
• 3.1.1 数据采集模式48
• 3.1.2 信号处理参数48-50
• 3.1.3 LDA系统信噪比50-51
• 3.2 最佳数据采集参数研究51-53
• 3.3 试验测量误差原因分析53-57
• 3.3.1 LDA系统误差53-54
• 3.3.2 折射效应误差54-57
• 3.4 本章小结57-59
• 第4章 试验数据锁相定位处理研究59-71
• 4.1 锁相定位59-63
• 4.1.1 定位原理与定位方法59-62
• 4.1.2 轴编码器62-63
• 4.2 有效测试数据的筛选63-65
• 4.3 锁相定位数据的提取及坐标转换65-68
• 4.4 本章小结68-71
• 第5章 泵轮内流场测试试验结果分析71-95
• 5.1 入口面流动分析71-77
• 5.1.1 入口面切向速度研究71-74
• 5.1.2 入口面径向速度研究74-77
• 5.2 泵轮中间面流动分析77-86
• 5.2.1 中间面切向速度研究78-80
• 5.2.2 中间面径向速度研究80-83
• 5.2.3 中间面轴向速度研究83-85
• 5.2.4 LDA三维速度与CFD对比85-86
• 5.3 泵轮出口面流动分析86-92
• 5.3.1 出口面切向速度研究87-89
• 5.3.2 出口面径向速度研究89-92
• 5.4 本章小结92-95
• 第6章 结论与展望95-99
• 6.1 结论95-96
• 6.2 创新点96
• 6.3 展望96-99
• 参考文献99-104
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文104-105
• 致谢105

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