海马板簧试验台伺服缸流场分析

发布时间：2017-06-12 11:15

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【摘要】：本课题目的在于研究液压伺服油缸的内部具体流场情况，并设计出一套完整的伺服缸内部流场分析的理论方法，能对普通液压伺服油缸进行流场的仿真，并得出准确可靠的结果。 在板簧试验台系统中，伺服液压缸控制系统的工作性能对整个试验台的高效工作起着至关重要的作用。而影响伺服液压缸工作性能的因素有液压缸中活塞及活塞杆上的密封，管道之间的密封，泄露，发热等等。由于板簧试验台要求高频率且频率可调、大负载且负载可调，所以研究其内部的流场至关重要。本文通过Fluent软件对其进行分析，，对其内部的流场具体分析，找出影响密封、泄露以及发热的原因，对伺服缸内部复杂管道部分进行详细的流场分析。总结各个影响伺服缸控制系统准确正常工作的不利因素以及减小这些不利影响的措施。最后用CFD计算流体力学知识对此伺服缸模型的内部流场进行自主推导演算，推导出最后的迭代方程组，进而加深CFD计算流体力学知识的理解以及其灵活运用。 首先，应用Gambit，SolidWorks分别对伺服缸结构进行建模，并运用相应的网格划分工具对其进行网格划分。 其次，在ANSYS中Workbench平台下，先运用Fluent对流场进行分析，然后将分析的结果数据导入ANSYS静力分析模块，对伺服缸模型进行结构变形分析。 最后，最后用CFD计算流体力学知识对此伺服缸模型的内部流场进行自主推导演算，推导出最后的迭代方程组。 本文对板簧试验台中的伺服控制系统的流场分析结果以及结构分析结果有着重要的参考价值，对今后间伺服缸的应用与发展及板簧试验台的高效工作生产和工作效率的提高有着重要的作用。用CFD计算流体力学知识对此伺服缸模型的内部流场进行自主推导演算推导出的迭代方程组，对设计出最优伺服系统结构有着深远的意义。
【关键词】：伺服缸 流场分析 仿真 流体力学 CFD 演算
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-13
• 插图清单13-15
• 表格清单15-16
• 第一章 绪论16-19
• 1.1 选题背景16-17
• 1.2 液压伺服系统国内外研究现状以及在液压领域的应用情况17
• 1.3 CFD 的国内外研究现状以及应用17-18
• 1.4 本课题的研究意义和内容18-19
• 第二章 海马试验台总体概述19-23
• 2.1 试验台总体结构的介绍19-20
• 2.2 试验台液压系统分析20-21
• 2.3 试验台液压系统伺服部分21-23
• 第三章 计算流体力学 CFD 的理论分析基础23-37
• 3.1 计算流体力学的控制方程组23-29
• 3.1.1 流动模型23-25
• 3.1.2 物质导数25-26
• 3.1.3 连续性方程26-27
• 3.1.4 动量方程27-28
• 3.1.5 能量方程28
• 3.1.6 纳维斯托克无粘流动方程组28-29
• 3.2 CFD 的数值方法29-37
• 3.2.1 离散化的基本方法29-31
• 3.2.2 显示和隐式算法31-32
• 3.2.3 网格生成与坐标变换32-36
• 3.2.4 CFD 的基本计算方法简介36-37
• 第四章 基于 ANSYS-Fluent 伺服缸流场域的建模分析37-62
• 4.1 引言37
• 4.2 流场分析中各类模拟软件的介绍37-38
• 4.3 流场域的前处理38-49
• 4.3.1 流场域的几何建模及其网格划分38-47
• 4.3.2 网格质量检查47
• 4.3.3 边界条件的定义47
• 4.3.4 仿真的流场域求解参数设置47-49
• 4.4 伺服缸的 ANSYS-Fluent 流场仿真结果分析49-62
• 4.4.1 流场域内压力场仿真结果与分析49-54
• 4.4.2 流场域内气穴现象分析54
• 4.4.3 流场域内速度场的仿真结果与分析54-58
• 4.4.4 流场内的压力场对整个模型结构的受力分析（流固耦合分析）58-62
• 第五章 基于计算流体力学 CFD 的伺服缸流场分析62-82
• 5.1 引言62
• 5.2 物理问题描述62
• 5.3 本文所用算法62-65
• 5.4 对此伺服缸模型内部流动的 CFD 一维解法65-76
• 5.5 时间间隔的大小选取76-81
• 5.6 总结81-82
• 第六章 总结与展望82-83
• 参考文献83-85
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况85-86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 金英子,赵宝峰;倾斜放置平行平板缝隙流的求解方法[J];黑龙江水专学报;1997年Z1期

2 邢景棠,周盛,崔尔杰;流固耦合力学概述[J];力学进展;1997年01期

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5 郭术义,陈举华;流固耦合应用研究进展[J];济南大学学报(自然科学版);2004年02期

6 金英子,李军,赵宝峰;平行平板缝隙流中粘性阻力的研究[J];水利科技与经济;1997年01期

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本文编号：443950