调速型液力偶合器流固耦合与振动特性研究

发布时间：2023-03-31 23:56

　　随着我国的经济发展，各个工业领域所用设备功率增加非常快，尤其大型泵与风机用量不断增加，迫切需要大功率调速节能产品。大功率调速型液力偶合器作为理想的节能调速产品受到广泛的重视和应用。调速型液力偶合器在输入转速一定时，通过改变工作腔内的充液率来满足负载的要求，在与其它工业设备匹配传动时，具有平稳启动、无极调速、减缓设备冲击扭振、改善传动品质等诸多优点，而且应用调速型液力偶合器传动后节能效果十分显著，具有工作机功率越大节能效果越好的特点。我国的液力生产厂家目前还不具备独立研发大功率调速型液力偶合器产品的能力，针对我国大功率调速型液力偶合器产品设计中所面临的一些关键技术问题，本文结合国家高技术研究发展计划（863计划）专题课题“大型泵与风机液力调速节能关键技术研究”（2007AA05Z256），对液力偶合器的流固耦合问题和振动特性问题做了较为系统深入的研究。 系统介绍了流固耦合理论及数值计算方法。针对液力偶合器工作时流场特点介绍了旋转坐标系下的流动控制方程和叶轮结构动力学方程。重点介绍了流固耦合问题两种数值求解方法：整体求解法和分域求解法，同时对数值计算中流固耦合界面的描述方法、信息传递形式及...

【文章页数】：139 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 课题研究的目的和意义
    1.2 国内外液力偶合器的研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 叶轮机械流固耦合问题的研究进展和发展趋势
        1.3.1 流固耦合问题的定义及分类
        1.3.2 叶轮机械流固耦合的研究现状及趋势
    1.4 本文研究的主要内容
第2章 流固耦合理论及其数值计算方法
    2.1 流固耦合计算方法概述
    2.2 流固耦合数值计算方法
        2.2.1 旋转坐标系下的流体动力学方程
        2.2.2 结构动力学方程
        2.2.3 流固耦合数值求解方法
        2.2.4 任意拉格朗日欧拉法描述方法
        2.2.5 流固耦合界面上的信息传递及控制条件
    2.3 本章小结
第3章 液力偶合器流固耦合分析
    3.1 液力偶合器流固耦合分析概述
    3.2 液力偶合器单向流固耦合分析
        3.2.1 单向流固耦合仿真过程介绍
        3.2.2 液力偶合器工作流场仿真过程
        3.2.3 液力偶合器工作流场仿真结果分析
        3.2.4 液力偶合器叶轮单向流固耦合有限元分析
        3.2.5 叶轮单向流固耦合结果分析
    3.3 液力偶合器叶片双向流固耦合分析
        3.3.1 双向流固耦合仿真过程介绍
        3.3.2 流体和结构的网格模型
        3.3.3 边界条件及算法选择
        3.3.4 时间函数和时间步
        3.3.5 稳态双向流固耦合计算结果分析
        3.3.6 瞬态双向流固耦合计算结果分析
    3.4 本章小节
第4章 调速型液力偶合器振动特性分析
    4.1 液力偶合器振动特性研究概述
    4.2 液力偶合器流固耦合模态分析
        4.2.1 叶片流固耦合模态分析
        4.2.2 叶轮流固耦合模态分析
    4.3 考虑流固耦合预应力的振动特性分析
        4.3.1 旋转离心力对叶轮振动特性的影响
        4.3.2 稳定工况下流固耦合作用对叶轮振动特性的影响
    4.4 本章小结
第5章 调速型液力偶合器强度与振动特性实验研究
    5.1 实验目的与内容
    5.2 液力偶合器泵轮强度遥测实验与分析
        5.2.1 遥测实验概述及基本原理
        5.2.2 遥测泵轮强度的测试装置及原理
        5.2.3 遥测泵轮强度的测试方法
        5.2.4 遥测试验结果与仿真结果的对比分析
    5.3 液力偶合器传动装置振动测试与分析
        5.3.1 振动测试装置
        5.3.2 振动测试方法
        5.3.3 振动测试数据处理方法
        5.3.4 振动测试结果分析
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢



本文编号：3776045