基于动网格的调压阀流场模拟及阀芯运动分析

发布时间：2017-08-03 06:06

  本文关键词：基于动网格的调压阀流场模拟及阀芯运动分析

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【摘要】：调压阀是倒顺离合船用齿轮箱液压控制系统中的重要部件，其性能的好坏直接影响到整个液压系统的控制效果。随着湿式摩擦离合器日渐向高转速、大功率方向发展，对调压阀运行的平稳性及调控压力的准确性提出了更高的要求。因此，结合流体动力学理论，开展基于动网格的调压阀流场模拟及流固耦合分析，对认识调压阀流场特性和阀芯运动规律具有重要的理论意义和工程应用价值。 本文课题来源于重庆市科技攻关计划项目。针对船用湿式摩擦离合器调压阀进行流场模拟及阀芯运动分析，主要研究工作如下： ①根据调压阀的结构参数，，在ANSYS/CFX软件中建立调压阀内流道流体稳态分析模型，通过计算流体动力学仿真，得出不同开口度下调压阀内流道压力、速度及紊流动能耗散率的分布规律。 ②以阀芯瞬态运动方程为流体移动边界，建立调压阀内流道流体瞬态分析模型，进行基于CFX动网格技术的流场动态仿真，研究调压阀弹簧刚度、入口流量、油液温度对流体流动特性的影响规律。 ③分别建立调压阀内流道和阀芯的计算模型，采用CFX浸入固体方法，结合油压试验曲线，仿真分析离合器接脱排过程中调压阀内流道流体的压力场和速度场，并研究了油液温度对接脱排过程中内流道流场特性的影响规律。 ④基于流固耦合理论，在ANSYS/Workbench软件中对调压阀的内流道流体和阀芯进行流固耦合仿真分析，得出不同开口度下阀芯的位移场和应力场，并分析了温度对调压阀阀芯变形和应力的影响规律。
【关键词】：调压阀 流场仿真 动网格 流固耦合 计算流体动力学
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH137.52
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 课题研究意义8
• 1.2 国内外研究现状8-12
• 1.2.1 液压阀稳态仿真研究8-10
• 1.2.2 液压阀动态仿真研究10
• 1.2.3 流固耦合研究10-12
• 1.3 课题的主要研究内容12-14
• 2 调压阀内流道流场稳态仿真14-30
• 2.1 引言14
• 2.2 计算流体动力学基本理论14-18
• 2.2.1 流体动力学控制方程14-16
• 2.2.2 湍流模型动力学控制方程16-17
• 2.2.3 计算流体动力学求解流程17-18
• 2.3 调压阀结构及动作过程18-19
• 2.4 调压阀内流道流场稳态仿真19-28
• 2.4.1 流场计算模型的建立19-20
• 2.4.2 流场仿真结果分析20-28
• 2.5 本章小结28-30
• 3 调压阀内流道流场动态仿真30-50
• 3.1 引言30
• 3.2 调压阀内流道流场动态仿真30-39
• 3.2.1 阀芯运动方程的建立30-31
• 3.2.2 有限元模型的建立31
• 3.2.3 边界条件的设定31-32
• 3.2.4 动态仿真结果分析32-39
• 3.3 使用工况对调压阀内流道流场影响分析39-48
• 3.3.1 弹簧刚度对调压阀流场影响分析39-42
• 3.3.2 入口流量对调压阀流场影响分析42-45
• 3.3.3 油液温度对调压阀流场影响分析45-48
• 3.4 本章小结48-50
• 4 基于浸入固体法的调压阀流场仿真50-60
• 4.1 引言50
• 4.2 浸入固体方法50-51
• 4.2.1 浸入固体简介50
• 4.2.2 浸入固体理论50-51
• 4.3 离合器接脱排过程调压阀流场仿真51-56
• 4.3.1 有限元模型的建立51-53
• 4.3.2 计算条件的设定53-54
• 4.3.3 计算结果分析54-56
• 4.4 温度对离合器接脱排过程调压阀流场的影响分析56-58
• 4.4.1 不同温度下调压阀流场仿真56-57
• 4.4.2 不同温度下调压阀内流道油压试验57-58
• 4.5 本章小结58-60
• 5 调压阀流固耦合分析60-70
• 5.1 引言60
• 5.2 流固耦合控制方程及分析流程60-61
• 5.3 计算模型的建立61-62
• 5.3.1 调压阀内流道计算模型的建立61-62
• 5.3.2 阀芯计算模型的建立62
• 5.4 结果分析62-66
• 5.4.1 阀芯变形分析62-65
• 5.4.2 阀芯应力分析65-66
• 5.5 油液温度对阀芯性能的影响66-68
• 5.6 本章小结68-70
• 6 结论与展望70-72
• 6.1 结论70
• 6.2 展望70-72
• 致谢72-74
• 参考文献74-78
• 附录78
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录78
• B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目78

【参考文献】

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本文编号：612917