液压集成块孔网液流特性研究及优化

发布时间：2017-06-05 14:20

  本文关键词：液压集成块孔网液流特性研究及优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：液压集成块在液压系统集成化的发展中起到了关键作用，集成块可以减小整个液压系统设备所占用的整体面积，使元件安装简便易行，集成块的小型化和标准化一直是集成块优化设计的目标。目前集成式液压系统中的集成块日趋复杂，其所连接的外部元件种类较多且结构复杂，使集成块内部连接孔道复杂多样，不仅增加了加工难度，而且会产生很大的沿程压力损失及局部压力损失，所以集成块在节能方面的优化设计同样尤为重要。由于集成块优化设计较为繁琐，为提高工作效率实现优化设计系统的自动化也是优化设计研究的重要组成部分。 本文运用流体动力学的方法针对集成块内部液流流动特性，探讨液压集成块内部结构参数对其液流特性的影响，利用仿真数据进行非线性回归得出压力损失与孔道尺寸参数的数学模型，以此为基础通过调整孔道结构尺寸来优化集成块通流品质，实现了结构优化与性能优化的融合。 主要的研究内容如下： 1、根据集成块内孔网的结构特点，，本文提出了同时适用定常流和非定常流的三维耦合模型，该模型的建立为流场仿真分析奠定数学基础。 2、对液压集成块内部典型孔道结构进行液流特性仿真计算，通过仿真数据总结了液压集成块内部液流压力损失的特点及规律，并利用仿真数据进行非线性回归，得出以压力损失为因变量和孔道结构参数为自变量的数学关系式，为结构参数调改和性能优化的结合提供数学模型。 3、基于液流特性建立集成块优化设计数学模型，给出了优化设计变量、优化目标函数和约束条件。首先对两孔道连通建立数学模型，进行孔道优化和校核，再进行布线优化，将智能优化算法与实际优化规则相结合，实现液压集成块内部结构的优化。 4、采用Visual C++6.0对三维制图软件、流场分析软件、后处理软件进行程序调用，对集成块内部典型孔网进行液流特性分析，利用MATLAB程序设计语言和SolidWorks开发出集成块优化设计系统，最后对本文进行完整的实例验证。
【关键词】：液压集成块 液流特性分析 结构优化设计 典型孔网结构
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 课题研究意义11-12
• 1.2 液压集成块孔网设计国内外研究现状12-15
• 1.2.1 液压集成块孔网设计国外研究现状12-13
• 1.2.2 液压集成块孔网设计国内研究现状13-15
• 1.3 课题背景及主要研究内容15-17
• 第2章 液压集成块液流数学模型的建立17-24
• 2.1 孔网流态数学模型的建立17-19
• 2.1.1 集成块内定常流控制方程17-18
• 2.1.2 集成块内非定常流控制方程18-19
• 2.2 常见三种湍流模型分析19-21
• 2.2.1 Spalart-Allmaras 模型分析19-20
• 2.2.2 k-ε模型分析20
• 2.2.3 k-ω模型分析20-21
• 2.3 三维耦合模型的建立21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 液压集成块典型孔网液流特性仿真分析24-45
• 3.1 Fluent 参数的设置24-27
• 3.1.1 流场分析求解器的选择24-26
• 3.1.2 流场分析算法的选择26
• 3.1.3 Fluent 中湍流参数的定义26-27
• 3.1.4 流场分析边界条件的设置27
• 3.2 孔网典型结构仿真分析27-38
• 3.2.1 直线型、直角型、T 字型连通结构仿真29-31
• 3.2.2 非正交结构仿真31-32
• 3.2.3 平面 Z 型结构仿真32-34
• 3.2.4 空间 Z 字型结构仿真34-37
• 3.2.5 其他典型结构仿真37-38
• 3.3 仿真数据的非线性回归38-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第4章 基于液流特性的集成块内部孔道优化设计45-60
• 4.1 基于液流特性的优化模型及调改规则45-51
• 4.1.1 孔网优化设计变量的定义45
• 4.1.2 孔网优化设计目标的确立45-46
• 4.1.3 孔网优化的约束条件46-48
• 4.1.4 孔网优化的调改规则48-51
• 4.2 两孔道连通优化设计51-55
• 4.2.1 两孔道连通优化设计方法51-52
• 4.2.2 两孔道连通数学模型52-53
• 4.2.3 两孔道连通优化策略53-55
• 4.3 孔道网络布线顺序优化设计55-59
• 4.3.1 孔道网络布线优化设计问题分析55-56
• 4.3.2 孔道网络连通优化设计算法实现56-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第5章 流场仿真和集成块优化系统软件实现60-75
• 5.1 模型选择原则及自动化计算流程60-61
• 5.1.1 模型选择原则60-61
• 5.1.2 自动化计算流程61
• 5.2 流场仿真控制程序的编写61-63
• 5.2.1 Visual C++与 SolidWorks 的接口程序设计61-62
• 5.2.2 Visual C++与 Gambit 的接口程序设计62
• 5.2.3 Visual C++与 Fluent 的接口程序设计62-63
• 5.3 集成块参数化设计63-65
• 5.3.1 数据库的建立与读取63
• 5.3.2 SolidWorks API 接口63-64
• 5.3.3 SolidWorks 二次开发64-65
• 5.4 系统设计流程及模块功能实现65-68
• 5.4.1 系统设计流程65
• 5.4.2 系统模块功能实现65-68
• 5.5 液压集成块优化实例68-74
• 5.5.1 集成块原理图分析68-71
• 5.5.2 集成块仿真分析71
• 5.5.3 集成块孔道优化设计71-74
• 5.6 本章小结74-75
• 结论75-76
• 参考文献76-80
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果80-81
• 致谢81-82
• 作者简介82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 田树军,李利,冯毅;液压集成块孔道网络优化设计[J];大连理工大学学报;2003年03期

2 熊壮,喻道远,段正澄;液压集成块CAD/CAM系统的设计与研究[J];华中理工大学学报;1999年08期

3 陈鹰;路甬祥;;三维插装阀液压系统阀块计算机辅助设计研究[J];机床与液压;1989年03期

4 谢琳;刘能宏;董华;;液压系统CAD原理图智能化绘图软件系统[J];机床与液压;1990年05期

5 赵葛霄,司徒忠,贺继钢,吕文阁;液压集成块CAM系统开发研究[J];机床与液压;2000年06期

6 张立杰;张X;窦丽娟;;并行组合模拟退火算法在集成块孔道网络优化设计中的应用[J];机床与液压;2011年23期

7 洪国俊，夏永胜;液压集成块孔道设计专家系统HIBD[J];机床与液压;1994年01期

8 谢琳，董华，刘能宏，孙庆华，高艳明;MBSIMU软件系统[J];机床与液压;1994年06期

9 王琦，申连生，董华，谢琳;二通插装阀块三维CAD软件系统开发[J];机床与液压;1995年03期

10 李元勋,钟廷修,乔进友,金忠孝;基于图形界面的液压集成块 CAD 系统[J];机床与液压;1998年05期

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本文编号：423943