柱塞泵脉动特性分析及配流盘结构参数粒子群优化

发布时间：2017-05-12 14:04

  本文关键词：柱塞泵脉动特性分析及配流盘结构参数粒子群优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：轴向柱塞泵是一种广泛用于各类机械设备中的液压元件，它一直向着高性能化的趋势发展。而噪声是对轴向柱塞泵的性能有着重要的影响，研究发现轴向柱塞泵流体噪声主要是配流过程中引发的配流噪声，因此可以通过研究配流过程的配流特性使其配流噪声降低从而提高柱塞泵性能。 本文以SCY14-1B型号的柱塞泵为研究对象，对其瞬时流量和在几何结构因素和泄漏等非几何因素影响下的流量脉动特性进行了深入分析，并采用CFD技术对柱塞泵配流特性进行仿真研究。考虑在高速高压下流体的压缩性及油液的粘温和粘压效应因素影响，判断配流过程中非定常流场各个位置的流态。动态仿真时考虑到模型中流态的转换情况，，采用了层流加局部湍流的数学模型，使研究的流场更接近实际状态。通过仿真得到了柱塞泵工作一周的过程中各个位置压力变化情况，由此判定压力冲击的情况。 粒子群优化算法是一种基于群体智能的进化计算技术,在配流盘的结构优化中以无压差过渡条件下的压力梯度为目标函数，以三角阻尼槽的开口角、宽度角、深度角及配流盘的错配角为优化的参数，采用粒子群优化算法对数学模型进行优化计算。然后根据优化的结构参数对柱塞泵原有的数学物理模型进行修改，并在相同的边界条件和初始条件下进行动态模拟仿真，对比结构优化前后的仿真结果，表明经过粒子群优化后轴向柱塞泵的压力脉动要明显小于优化前，配流盘结构参数的优化设计是减低柱塞泵流体噪声的有效途径之一。
【关键词】：轴向柱塞泵 流量脉动 CFD 粒子群优化
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH137.5;TH322
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 课题研究背景11-13
• 1.2 柱塞泵配流机构研究现状13-16
• 1.2.1 国外研究现状13-14
• 1.2.2 国内研究现状14-16
• 1.3 粒子群优化算法的研究现状16-18
• 1.4 课题理论意义和实际价值18
• 1.5 主要研究内容18-20
• 第2章 柱塞泵流量脉动特性分析20-33
• 2.1 柱塞泵的工作原理20-21
• 2.2 轴向柱塞泵的理论瞬时流量与流量脉动分析21-24
• 2.3 轴向柱塞泵的实际瞬时流量与流量脉动分析24-32
• 2.3.1 配流盘几何结构对瞬时流量的影响25-26
• 2.3.2 泄漏量对瞬时流量的影响26-28
• 2.3.3 三角阻尼槽和可压缩介质对瞬时流量的影响28-32
• 2.4 结论32-33
• 第3章 基于 CFD 轴向柱塞泵的流动特性的仿真研究33-49
• 3.1 配流过程的数学模型33-37
• 3.1.1 基本守恒方程33-35
• 3.1.2 流体状态方程35-36
• 3.1.3 流体粘性性质方程36-37
• 3.2 基于 CFD 的仿真研究37-43
• 3.2.1 几何模型和物理模型37-38
• 3.2.2 仿真参数设置38-39
• 3.2.3 流态分析39-41
• 3.2.4 边界条件和初始化条件41-43
• 3.3 仿真结果分析43-47
• 3.3.1 压力场和速度矢量的分布43-45
• 3.3.2 柱塞泵的瞬变压力分析45-47
• 3.4 本章小结47-49
• 第4章 柱塞泵配流盘结构参数的粒子群优化49-67
• 4.1 粒子群算法的概述49-54
• 4.1.1 粒子群算法原理及模型49-52
• 4.1.2 粒子群优化算法流程52-54
• 4.2 粒子群优化算法的目标函数54-61
• 4.2.1 过流面积的理论分析54-56
• 4.2.2 三角阻尼槽流量系数分析56
• 4.2.3 瞬变压力的数学模型56-59
• 4.2.4 优化目标函数及参数的确定59-61
• 4.3 粒子群优化计算结果61-62
• 4.4 优化仿真62-64
• 4.5 比较优化前后的仿真结果64-66
• 4.6 本章小结66-67
• 第5章 结论与展望67-69
• 5.1 论文总结67-68
• 5.2 工作展望68-69
• 参考文献69-74
• 攻读硕士学位期间所取得的研究成果74-75
• 致谢75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：359953