机车齿轮润滑油流场仿真分析
发布时间：2021-06-15 10:04
良好的润滑不仅可以降低齿轮箱故障率、延长使用寿命,而且有利于机车的正常运行。本文以某型机车齿轮箱为研究对象,通过对齿轮箱内部齿轮传动搅油过程模拟,获得齿轮箱内流场变化规律,以分析润滑油粘度、齿轮浸油深度等因素对系统润滑效果的影响。根据齿轮啮合传动原理,利用HyperMesh和FLUENT软件建立齿轮啮合模型和齿轮箱润滑油流场模型。采用齿面运动法解决仿真过程中啮合间隙处的网格负体积问题;采用动网格技术模拟齿轮传动搅油过程,通过动网格参数、控制因子参数和时间步长的调整与优选,解决模拟过程中因浮点格式异常、库朗数剧增、流场状态异常、速度场发散等导致的仿真意外中止问题,确保仿真运算顺利且结果正确,为齿轮箱内润滑流场仿真分析提供技术。通过齿轮箱内流场仿真获得箱体内润滑油分布,流体的压力、速度和湍流的分布规律,分析齿轮转向、转速、浸油深度和润滑油粘度对齿轮箱内流场动力特性的影响。研究结果表明,齿轮浸油深度和润滑油粘度对箱体内流场的动力特性影响较小,流场的稳态分布规律基本一致;齿轮转向和转速对箱体内流场动力特性影响较大,齿轮转速相差较小时,转向对流场压力影响显著;齿轮箱内有涡流现象产生,涡流对油液运...
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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大连交通大学全日制专业硕士学位论文??２．１．３?ＣＦＤ求解计算数值方法??图２．２所示为ＣＦＤ的三种数值解法，主要区别于对控制方程的离散形式。根据离散??原理不同可分为有限差分法（ｔｈｅ?Ｆｉｎｉｔｅ?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ?Ｍｅｔｈｏｄ）、有限元法（Ｆｉｎｉｔｅ?Ｅｌｅｍｅｎｔ??Ｍｅｔｈｏｄ）和有限体积法（Ｆｉｎｉｔｅ?Ｖｏｌｕｍｅ?Ｍｅｔｈｏｄ）??ｆ?？方法：将求解域划分为差分网格，利用有限网格节点代替连续求解域，表达简单＇??ＬＵｉ…？特点：直接将微分问题变为代数问题，是目前较成熟且应用广的数值求解方法??Ｖ??．．１｜ｍ｜｜｜｜｜｜ｒ｜Ｂｗｗｌ．ｒｒｍ＾｜ｗ｜｜ｒｒａｍ．ｎ＾ｍ｜Ｍｎｍｍ｜ｎｎ＾ｍｗｍｎｗｎ｜ｎＴ１｜ＣＴｒｎｉｒａｍ．〇：ｆｆｕｎｕ｜Ｍ１ｎｍＴｍ｜｜ｒｒｎ｜Ｔ｜｜｜｜｜ｒ｜Ｎ｜｜｜?｜Ｍ．?｜｜Ｍ?，?｜Ｈ????，?ｎｉ?．．．．?ＬＪ?＇??＿．．．．．．．．．＾，：???ｆ?？方法：把计算域划为有限互不重叠单元，选择合适节点作为插值点，借助变微分￣??ＦＥＭ?＝?原理或加权余量法将微方程离散求解??、‘＇丨一?？特点：最早应用于结构力学??＾???????丨咖譯???????????Ｊ??ｆ?．?？方法：采用局部近似的离散方法??ＦＶＭ?？特点：它得出的离散方程，要求变量的积分守恒对任意一组控制体积都得到满足，??对整个计算区域也是满足的??图２．２?ＣＦＤ数值方法??Ｆｉｇ．?２．２?ＣＦＤ?ｎｕｍｅｒｉｃａｌ?ｍｅｔｈｏｄ??２．１．４?ＣＦＤ的构成及求解??图２．３所示为ＣＦＤ软件的构成，主要有前处理器、求解器、后处理三
大连交通大学全日制专业硕士学位论文??２．１．３?ＣＦＤ求解计算数值方法??图２．２所示为ＣＦＤ的三种数值解法，主要区别于对控制方程的离散形式。根据离散??原理不同可分为有限差分法（ｔｈｅ?Ｆｉｎｉｔｅ?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ?Ｍｅｔｈｏｄ）、有限元法（Ｆｉｎｉｔｅ?Ｅｌｅｍｅｎｔ??Ｍｅｔｈｏｄ）和有限体积法（Ｆｉｎｉｔｅ?Ｖｏｌｕｍｅ?Ｍｅｔｈｏｄ）??ｆ?？方法：将求解域划分为差分网格，利用有限网格节点代替连续求解域，表达简单＇??ＬＵｉ…？特点：直接将微分问题变为代数问题，是目前较成熟且应用广的数值求解方法??Ｖ??．．１｜ｍ｜｜｜｜｜｜ｒ｜Ｂｗｗｌ．ｒｒｍ＾｜ｗ｜｜ｒｒａｍ．ｎ＾ｍ｜Ｍｎｍｍ｜ｎｎ＾ｍｗｍｎｗｎ｜ｎＴ１｜ＣＴｒｎｉｒａｍ．〇：ｆｆｕｎｕ｜Ｍ１ｎｍＴｍ｜｜ｒｒｎ｜Ｔ｜｜｜｜｜ｒ｜Ｎ｜｜｜?｜Ｍ．?｜｜Ｍ?，?｜Ｈ????，?ｎｉ?．．．．?ＬＪ?＇??＿．．．．．．．．．＾，：???ｆ?？方法：把计算域划为有限互不重叠单元，选择合适节点作为插值点，借助变微分￣??ＦＥＭ?＝?原理或加权余量法将微方程离散求解??、‘＇丨一?？特点：最早应用于结构力学??＾???????丨咖譯???????????Ｊ??ｆ?．?？方法：采用局部近似的离散方法??ＦＶＭ?？特点：它得出的离散方程，要求变量的积分守恒对任意一组控制体积都得到满足，??对整个计算区域也是满足的??图２．２?ＣＦＤ数值方法??Ｆｉｇ．?２．２?ＣＦＤ?ｎｕｍｅｒｉｃａｌ?ｍｅｔｈｏｄ??２．１．４?ＣＦＤ的构成及求解??图２．３所示为ＣＦＤ软件的构成，主要有前处理器、求解器、后处理三
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于流固耦合理论的高速齿轮箱内部流场数值分析[J]. 高超,张开林,张雨,姚远. 润滑与密封. 2018(08)
[2]高速动车组驱动齿轮箱运行工况下润滑流场分析[J]. 周传超,徐宏海,魏领会. 润滑与密封. 2018(07)
[3]浸油润滑状态下直齿轮啮合周期内的流场分析[J]. 周雅杰,王斌,凌建辉. 机械传动. 2018(06)
[4]基于动网格的中减速器飞溅润滑内部流场分析[J]. 孙凯,刘少军,胡小舟. 润滑与密封. 2017(08)
[5]基于动网格的齿轮喷油润滑流场仿真分析[J]. 曹寓,林腾蛟,田文昌. 机械研究与应用. 2017(03)
[6]基于Mixture模型的机车齿轮箱径向密封机理研究[J]. 张雨,张开林,姚远. 工程热物理学报. 2017(06)
[7]高速机车齿轮箱内部润滑油流场特性数值模拟[J]. 刘中令,范乃则,田华军,赵家栋,宁可,裴帮,李宝奎,张祥儒,徐晖. 机械传动. 2017(03)
[8]高速列车齿轮箱流场仿真研究[J]. 杨忠坤,缪炳荣,张晓霞,王名月. 机车电传动. 2017(02)
[9]高铁齿轮箱润滑失效模式分析及判别方法[J]. 李光裕,张向军,乔小溪,高军,李来顺,张晓军,孟永钢. 润滑与密封. 2015(10)
[10]基于齿面移动法的齿轮飞溅润滑性能数值分析与验证[J]. 彭钱磊,桂良进,范子杰. 农业工程学报. 2015(10)
博士论文
[1]基于VOF与湍流模型的闸下非恒定急变流试验与数值模拟研究[D]. 牟献友.内蒙古农业大学 2010
硕士论文
[1]高速列车铝合金齿轮箱体流场温度场耦合计算[D]. 李亚丽.沈阳工业大学 2017
[2]高速列车驱动齿轮箱油浴润滑内流场数值分析[D]. 潘俊.西南交通大学 2016
[3]基于热流耦合的锥齿轮流场与温度场仿真分析[D]. 王忠达.吉林大学 2015
[4]基于CFD的飞溅润滑仿真研究与应用[D]. 王劲尧.重庆大学 2015
[5]基于CFD的单级齿轮甩油模拟研究[D]. 苏红.重庆大学 2014
[6]高速齿轮箱体内流场分析及其密封结构数值研究[D]. 吴特.西南交通大学 2014
[7]基于有限体积法的飞机水上迫降运动特性的数值研究[D]. 闫明.武汉理工大学 2012
[8]机车齿轮箱温度及压力场仿真研究[D]. 张志彬.西南交通大学 2011
[9]煤浆输送泵的数值模拟与实验研究[D]. 石丽娜.浙江大学 2011
本文编号：3230853
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１流体力学研究方法??Ｆｉｇ．?２．１?Ｆｌｕｉｄ?ｍｅｃｈａｎｉｃｓ?ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｍｅｔｈｏｄ??２．１．２?ＣＦＤ基本特性??
大连交通大学全日制专业硕士学位论文??２．１．３?ＣＦＤ求解计算数值方法??图２．２所示为ＣＦＤ的三种数值解法，主要区别于对控制方程的离散形式。根据离散??原理不同可分为有限差分法（ｔｈｅ?Ｆｉｎｉｔｅ?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ?Ｍｅｔｈｏｄ）、有限元法（Ｆｉｎｉｔｅ?Ｅｌｅｍｅｎｔ??Ｍｅｔｈｏｄ）和有限体积法（Ｆｉｎｉｔｅ?Ｖｏｌｕｍｅ?Ｍｅｔｈｏｄ）??ｆ?？方法：将求解域划分为差分网格，利用有限网格节点代替连续求解域，表达简单＇??ＬＵｉ…？特点：直接将微分问题变为代数问题，是目前较成熟且应用广的数值求解方法??Ｖ??．．１｜ｍ｜｜｜｜｜｜ｒ｜Ｂｗｗｌ．ｒｒｍ＾｜ｗ｜｜ｒｒａｍ．ｎ＾ｍ｜Ｍｎｍｍ｜ｎｎ＾ｍｗｍｎｗｎ｜ｎＴ１｜ＣＴｒｎｉｒａｍ．〇：ｆｆｕｎｕ｜Ｍ１ｎｍＴｍ｜｜ｒｒｎ｜Ｔ｜｜｜｜｜ｒ｜Ｎ｜｜｜?｜Ｍ．?｜｜Ｍ?，?｜Ｈ????，?ｎｉ?．．．．?ＬＪ?＇??＿．．．．．．．．．＾，：???ｆ?？方法：把计算域划为有限互不重叠单元，选择合适节点作为插值点，借助变微分￣??ＦＥＭ?＝?原理或加权余量法将微方程离散求解??、‘＇丨一?？特点：最早应用于结构力学??＾???????丨咖譯???????????Ｊ??ｆ?．?？方法：采用局部近似的离散方法??ＦＶＭ?？特点：它得出的离散方程，要求变量的积分守恒对任意一组控制体积都得到满足，??对整个计算区域也是满足的??图２．２?ＣＦＤ数值方法??Ｆｉｇ．?２．２?ＣＦＤ?ｎｕｍｅｒｉｃａｌ?ｍｅｔｈｏｄ??２．１．４?ＣＦＤ的构成及求解??图２．３所示为ＣＦＤ软件的构成，主要有前处理器、求解器、后处理三
大连交通大学全日制专业硕士学位论文??２．１．３?ＣＦＤ求解计算数值方法??图２．２所示为ＣＦＤ的三种数值解法，主要区别于对控制方程的离散形式。根据离散??原理不同可分为有限差分法（ｔｈｅ?Ｆｉｎｉｔｅ?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ?Ｍｅｔｈｏｄ）、有限元法（Ｆｉｎｉｔｅ?Ｅｌｅｍｅｎｔ??Ｍｅｔｈｏｄ）和有限体积法（Ｆｉｎｉｔｅ?Ｖｏｌｕｍｅ?Ｍｅｔｈｏｄ）??ｆ?？方法：将求解域划分为差分网格，利用有限网格节点代替连续求解域，表达简单＇??ＬＵｉ…？特点：直接将微分问题变为代数问题，是目前较成熟且应用广的数值求解方法??Ｖ??．．１｜ｍ｜｜｜｜｜｜ｒ｜Ｂｗｗｌ．ｒｒｍ＾｜ｗ｜｜ｒｒａｍ．ｎ＾ｍ｜Ｍｎｍｍ｜ｎｎ＾ｍｗｍｎｗｎ｜ｎＴ１｜ＣＴｒｎｉｒａｍ．〇：ｆｆｕｎｕ｜Ｍ１ｎｍＴｍ｜｜ｒｒｎ｜Ｔ｜｜｜｜｜ｒ｜Ｎ｜｜｜?｜Ｍ．?｜｜Ｍ?，?｜Ｈ????，?ｎｉ?．．．．?ＬＪ?＇??＿．．．．．．．．．＾，：???ｆ?？方法：把计算域划为有限互不重叠单元，选择合适节点作为插值点，借助变微分￣??ＦＥＭ?＝?原理或加权余量法将微方程离散求解??、‘＇丨一?？特点：最早应用于结构力学??＾???????丨咖譯???????????Ｊ??ｆ?．?？方法：采用局部近似的离散方法??ＦＶＭ?？特点：它得出的离散方程，要求变量的积分守恒对任意一组控制体积都得到满足，??对整个计算区域也是满足的??图２．２?ＣＦＤ数值方法??Ｆｉｇ．?２．２?ＣＦＤ?ｎｕｍｅｒｉｃａｌ?ｍｅｔｈｏｄ??２．１．４?ＣＦＤ的构成及求解??图２．３所示为ＣＦＤ软件的构成，主要有前处理器、求解器、后处理三
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于流固耦合理论的高速齿轮箱内部流场数值分析[J]. 高超,张开林,张雨,姚远. 润滑与密封. 2018(08)
[2]高速动车组驱动齿轮箱运行工况下润滑流场分析[J]. 周传超,徐宏海,魏领会. 润滑与密封. 2018(07)
[3]浸油润滑状态下直齿轮啮合周期内的流场分析[J]. 周雅杰,王斌,凌建辉. 机械传动. 2018(06)
[4]基于动网格的中减速器飞溅润滑内部流场分析[J]. 孙凯,刘少军,胡小舟. 润滑与密封. 2017(08)
[5]基于动网格的齿轮喷油润滑流场仿真分析[J]. 曹寓,林腾蛟,田文昌. 机械研究与应用. 2017(03)
[6]基于Mixture模型的机车齿轮箱径向密封机理研究[J]. 张雨,张开林,姚远. 工程热物理学报. 2017(06)
[7]高速机车齿轮箱内部润滑油流场特性数值模拟[J]. 刘中令,范乃则,田华军,赵家栋,宁可,裴帮,李宝奎,张祥儒,徐晖. 机械传动. 2017(03)
[8]高速列车齿轮箱流场仿真研究[J]. 杨忠坤,缪炳荣,张晓霞,王名月. 机车电传动. 2017(02)
[9]高铁齿轮箱润滑失效模式分析及判别方法[J]. 李光裕,张向军,乔小溪,高军,李来顺,张晓军,孟永钢. 润滑与密封. 2015(10)
[10]基于齿面移动法的齿轮飞溅润滑性能数值分析与验证[J]. 彭钱磊,桂良进,范子杰. 农业工程学报. 2015(10)
博士论文
[1]基于VOF与湍流模型的闸下非恒定急变流试验与数值模拟研究[D]. 牟献友.内蒙古农业大学 2010
硕士论文
[1]高速列车铝合金齿轮箱体流场温度场耦合计算[D]. 李亚丽.沈阳工业大学 2017
[2]高速列车驱动齿轮箱油浴润滑内流场数值分析[D]. 潘俊.西南交通大学 2016
[3]基于热流耦合的锥齿轮流场与温度场仿真分析[D]. 王忠达.吉林大学 2015
[4]基于CFD的飞溅润滑仿真研究与应用[D]. 王劲尧.重庆大学 2015
[5]基于CFD的单级齿轮甩油模拟研究[D]. 苏红.重庆大学 2014
[6]高速齿轮箱体内流场分析及其密封结构数值研究[D]. 吴特.西南交通大学 2014
[7]基于有限体积法的飞机水上迫降运动特性的数值研究[D]. 闫明.武汉理工大学 2012
[8]机车齿轮箱温度及压力场仿真研究[D]. 张志彬.西南交通大学 2011
[9]煤浆输送泵的数值模拟与实验研究[D]. 石丽娜.浙江大学 2011
本文编号：3230853
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