液粘传动摩擦副流固热耦合分析及起动过程流场特性研究
发布时间：2021-09-15 08:00
液体粘性传动技术具有高效节能,调速性能优,可实现同步传动、自动控制等优点,在风机、水泵的调速以及带式输送机等大功率重载设备的软启等多方面具有广泛的应用前景,对液粘传动技术开展进一步研究具有重要意义。建立了无沟槽摩擦副间油膜径向流量、压力及承载力的解析式,分析了动力粘度、油膜厚度及旋转速度对径向流量的影响以及转速对压力、承载力的影响,得到了压力沿径向的分布规律;基于流体动压润滑理论,推导出径向槽形式摩擦副动压承载力的解析式,得到了动压力沿径向及周向的分布规律;根据牛顿内摩擦定律,建立了无沟槽及有沟槽摩擦副传递扭矩的解析式,分析了油液粘度、厚度及转速差等对传递扭矩的影响。设计了多组不同沟槽尺寸的径向槽摩擦副,建立了三维模型并进行了网格划分,利用FLUENT软件进行了摩擦副流固热耦合数值模拟分析,得到了工作油扭矩传递能力、油膜温度场及压力场在沟槽尺寸变化下的分布规律,对比分析沟槽尺寸对液粘传动特性的影响,提出了径向槽摩擦副沟槽尺寸设计的合理建议;通过数值模拟的方法,对比了摩擦副流固热耦合与热流耦合的结果,结果表明:两种耦合方式在压力场、温度场分布规律和变化趋势大致相同;两种耦合方式所得压力值...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
液粘传动装置的结构
滑相关理论，动压承载力又与流场压力分布及流量大小息息相关，因此有必要对动压承载力展开研究。图2-5所示为径向槽形式摩擦副流场计算简图，图中1与2转速分别设为1ω 和2ω ，沟槽区对应角度为1θ 、油液厚度设为1δ ，无沟槽区角度为2θ 、油液厚度设为2δ ，且摩擦副的内半径为 R1、外半径为 R2。1θ2θO2ω1ω1δ2δ2R211R图 2-5 径向槽缝隙流场模型Figure 2-5 Calculation model of gap flow in radial groove动压完整解析拉普拉斯方程[4]2 22 2 21 10p p pr r θr r + + = （2-31）假设摩擦副间薄环状油膜任意半径r 用0r eξ表示当 ξ = 0时，0r =r
沟槽参数变化对液粘传动的研究，主要采用单独以油膜为对象进采用分离法把油膜和摩擦副分开研究，先对流场进行分析，再将流界条件加载到摩擦副上进行耦合分析[37,70,77,87-88]。这些分析方法并副和油膜的相互作用，因此，出于考虑到流固间热量传递的相互作固热耦合方式（流固耦合传热）来研究沟槽参数对液粘传动的影响同一模型分别采用流固热耦合方法与热流耦合方法进行模拟仿真，比分析。理模型设计及构建（Physical Model Design and Constru模型来看，模型具有周期性。采用部分模型进行分析可减小计算量但因各部分边界条件和材料性能不同，进行流固热耦合分析时，对期性边界条件存在一定的困难，因此，为了能较好地反映实际工况解，本章将使用整体模型来模拟分析，即对摩擦副及油膜整体建模片和由衬片与基片粘结而成的摩擦片，如图 3-1 所示。对偶片由 465Mn 制成，衬片由铜基材料制成。
【参考文献】：
期刊论文
[1]液黏传动可控启动过程混合摩擦转矩特性研究[J]. 刘强,崔红伟,廉自生,王其良,李隆. 液压与气动. 2019(02)
[2]CST液黏传动摩擦副表面织构技术研究[J]. 孙少妮,谢里阳,龙日升. 机械设计与制造. 2018(12)
[3]液黏传动摩擦副软启动过程承载特性研究[J]. 王其良,崔红伟,廉自生,李隆,刘强. 液压与气动. 2018(11)
[4]对煤矿皮带机变频器节能的探讨[J]. 李思星. 能源与节能. 2018(10)
[5]液黏传动铜基粉末冶金摩擦副摩擦特性试验研究[J]. 崔红伟,王其良,李隆. 机械传动. 2018(08)
[6]液黏传动双圆弧油槽摩擦副油膜剪切转矩研究[J]. 崔红伟,姚寿文,邓元元. 重庆大学学报. 2016(05)
[7]液粘传动摩擦副间油膜温度分布特性研究[J]. 余龙,王凯. 液压与气动. 2016(04)
[8]材料物理参数对摩擦副热变形影响的研究[J]. 崔建中,王存堂,谢方伟. 盐城工学院学报(自然科学版). 2015(02)
[9]粘性离合器摩擦副油膜均匀性分析[J]. 周天宇,龚国芳,廖湘平,王鹤. 哈尔滨工程大学学报. 2015(07)
[10]基于流固耦合传热的摩托车发动机冷却水套优化设计[J]. 张辉平,胡在双. 机械. 2014(09)
博士论文
[1]液粘调速离合器启动稳定性及动力传递机理研究[D]. 崔建中.江苏大学 2015
[2]液黏调速离合器摩擦副转矩特性研究[D]. 崔红伟.北京理工大学 2014
[3]液粘调速离合器流体剪切传动机理研究[D]. 黄家海.浙江大学 2011
[4]温度场及变形界面对液粘传动特性影响规律的研究[D]. 谢方伟.中国矿业大学 2010
[5]液体粘性传动调速起动及其控制技术研究[D]. 孟庆睿.中国矿业大学 2008
[6]液体粘性传动（HVD）技术的研究[D]. 陈宁.浙江大学 2003
硕士论文
[1]液粘调速离合器摩擦副混合摩擦工况热力学特性研究[D]. 杨夏明.江苏大学 2017
[2]变转速条件下油槽结构对液粘传动特性的影响研究[D]. 吴殿成.江苏大学 2017
[3]基于空化效应的液粘离合器传递转矩特性研究[D]. 童耀文.江苏大学 2017
[4]液黏传动双圆弧油槽参数对转矩特性影响的研究[D]. 邓元元.太原理工大学 2017
[5]液黏传动摩擦副流场特性研究[D]. 杨洋.太原理工大学 2017
[6]基于热流固耦合的湿式多盘制动器的温度场及应力场分析[D]. 宋玉栋.山东理工大学 2017
[7]液粘调速离合器油膜传动性能分析及结构参数优化[D]. 任重.太原理工大学 2017
[8]基于粘温效应的流体动压滑动轴承流场及传热分析[D]. 罗赞.湘潭大学 2016
[9]车用液黏调速离合器流体传动特性分析[D]. 冯珊珊.北京理工大学 2015
[10]液黏调速离合器混合摩擦热弹稳定性研究[D]. 刘茜.北京理工大学 2015
本文编号：3395706
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
液粘传动装置的结构
滑相关理论，动压承载力又与流场压力分布及流量大小息息相关，因此有必要对动压承载力展开研究。图2-5所示为径向槽形式摩擦副流场计算简图，图中1与2转速分别设为1ω 和2ω ，沟槽区对应角度为1θ 、油液厚度设为1δ ，无沟槽区角度为2θ 、油液厚度设为2δ ，且摩擦副的内半径为 R1、外半径为 R2。1θ2θO2ω1ω1δ2δ2R211R图 2-5 径向槽缝隙流场模型Figure 2-5 Calculation model of gap flow in radial groove动压完整解析拉普拉斯方程[4]2 22 2 21 10p p pr r θr r + + = （2-31）假设摩擦副间薄环状油膜任意半径r 用0r eξ表示当 ξ = 0时，0r =r
沟槽参数变化对液粘传动的研究，主要采用单独以油膜为对象进采用分离法把油膜和摩擦副分开研究，先对流场进行分析，再将流界条件加载到摩擦副上进行耦合分析[37,70,77,87-88]。这些分析方法并副和油膜的相互作用，因此，出于考虑到流固间热量传递的相互作固热耦合方式（流固耦合传热）来研究沟槽参数对液粘传动的影响同一模型分别采用流固热耦合方法与热流耦合方法进行模拟仿真，比分析。理模型设计及构建（Physical Model Design and Constru模型来看，模型具有周期性。采用部分模型进行分析可减小计算量但因各部分边界条件和材料性能不同，进行流固热耦合分析时，对期性边界条件存在一定的困难，因此，为了能较好地反映实际工况解，本章将使用整体模型来模拟分析，即对摩擦副及油膜整体建模片和由衬片与基片粘结而成的摩擦片，如图 3-1 所示。对偶片由 465Mn 制成，衬片由铜基材料制成。
【参考文献】：
期刊论文
[1]液黏传动可控启动过程混合摩擦转矩特性研究[J]. 刘强,崔红伟,廉自生,王其良,李隆. 液压与气动. 2019(02)
[2]CST液黏传动摩擦副表面织构技术研究[J]. 孙少妮,谢里阳,龙日升. 机械设计与制造. 2018(12)
[3]液黏传动摩擦副软启动过程承载特性研究[J]. 王其良,崔红伟,廉自生,李隆,刘强. 液压与气动. 2018(11)
[4]对煤矿皮带机变频器节能的探讨[J]. 李思星. 能源与节能. 2018(10)
[5]液黏传动铜基粉末冶金摩擦副摩擦特性试验研究[J]. 崔红伟,王其良,李隆. 机械传动. 2018(08)
[6]液黏传动双圆弧油槽摩擦副油膜剪切转矩研究[J]. 崔红伟,姚寿文,邓元元. 重庆大学学报. 2016(05)
[7]液粘传动摩擦副间油膜温度分布特性研究[J]. 余龙,王凯. 液压与气动. 2016(04)
[8]材料物理参数对摩擦副热变形影响的研究[J]. 崔建中,王存堂,谢方伟. 盐城工学院学报(自然科学版). 2015(02)
[9]粘性离合器摩擦副油膜均匀性分析[J]. 周天宇,龚国芳,廖湘平,王鹤. 哈尔滨工程大学学报. 2015(07)
[10]基于流固耦合传热的摩托车发动机冷却水套优化设计[J]. 张辉平,胡在双. 机械. 2014(09)
博士论文
[1]液粘调速离合器启动稳定性及动力传递机理研究[D]. 崔建中.江苏大学 2015
[2]液黏调速离合器摩擦副转矩特性研究[D]. 崔红伟.北京理工大学 2014
[3]液粘调速离合器流体剪切传动机理研究[D]. 黄家海.浙江大学 2011
[4]温度场及变形界面对液粘传动特性影响规律的研究[D]. 谢方伟.中国矿业大学 2010
[5]液体粘性传动调速起动及其控制技术研究[D]. 孟庆睿.中国矿业大学 2008
[6]液体粘性传动（HVD）技术的研究[D]. 陈宁.浙江大学 2003
硕士论文
[1]液粘调速离合器摩擦副混合摩擦工况热力学特性研究[D]. 杨夏明.江苏大学 2017
[2]变转速条件下油槽结构对液粘传动特性的影响研究[D]. 吴殿成.江苏大学 2017
[3]基于空化效应的液粘离合器传递转矩特性研究[D]. 童耀文.江苏大学 2017
[4]液黏传动双圆弧油槽参数对转矩特性影响的研究[D]. 邓元元.太原理工大学 2017
[5]液黏传动摩擦副流场特性研究[D]. 杨洋.太原理工大学 2017
[6]基于热流固耦合的湿式多盘制动器的温度场及应力场分析[D]. 宋玉栋.山东理工大学 2017
[7]液粘调速离合器油膜传动性能分析及结构参数优化[D]. 任重.太原理工大学 2017
[8]基于粘温效应的流体动压滑动轴承流场及传热分析[D]. 罗赞.湘潭大学 2016
[9]车用液黏调速离合器流体传动特性分析[D]. 冯珊珊.北京理工大学 2015
[10]液黏调速离合器混合摩擦热弹稳定性研究[D]. 刘茜.北京理工大学 2015
本文编号：3395706
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3395706.html
