本文關鍵詞：液力變矩器反求建模及數值模擬研究

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【摘要】：隨著我國鐵路提速現代化進程和我國電力工業(yè)的飛速發(fā)展，電氣化鐵路建設進入一個蓬勃發(fā)展的階段，與之配套的路網系統(tǒng)規(guī)模不斷擴大。目前鐵路養(yǎng)護車輛均為內燃機車，，而液力變速箱是內燃機車必不可少的重要部件。新一代的內燃機車對液力傳動的要求由于速度的提高而越來越高，而現有內燃機配置的液力變速箱絕大部分依靠進口。隨著對內燃機車需求的增加，對液力變速箱的需求也成倍增長，且國外一再提高價格，這對企業(yè)造成了巨大的經濟負擔，因此對液力變速箱的自主研發(fā)已迫在眉睫。 本文運用反求工程技術對液力變矩器進行建模，并且利用CAD、CFD軟件對其內部全流道和三維瞬態(tài)流場進行模擬計算，對流場結果進行分析。通過實驗得到液力變矩器的特性曲線，最后通過分析實驗數據與仿真數據之間的誤差來證明數值模擬的可行性。全文主要研究內容如下： （1）運用反求工程技術對液力變矩器的泵輪、渦輪及導輪逐一進行了反求，并通過點云數據處理、數據修復及曲面造型等技術等得到了較為完整的圖形數據，最終運用UG中的逆向處理模塊進行處理得到了葉輪的三維模型。 （2）在專業(yè)網格劃分軟件ICEM CFD中對網格模型進行了劃分，得到了理想的網格模型。對流道進行一些合理的假設以便于計算，采用滑動網格技術，在FLUENT中設置邊界條件，速度—壓力耦合算法使用SIMPLEC算法，離散格式選用一階迎風格式，設置收斂條件，完成了多種工況下瞬態(tài)流場的數值計算。 （3）以FLUENT計算結果為依據，分析在啟動、中速及高速三個典型工況下葉輪軸向和徑向的速度場及壓力場的分布，并對其結果進行了分析。同時對所得到的力矩值進行了進一步的計算，得到了液力變矩器的特性曲線，并將之與實驗所得特性曲線進行對比分析，結果表明仿真所得的特性曲線與實驗所得的特性曲線接近，仿真結果可以用來指導液力變矩器的設計，最后對液力變矩器牽引力進行計算，結果表明，液力變矩器提供的牽引力可以驅動動車，滿足實際需求。
【關鍵詞】：液力變矩器 葉輪 反求工程 數值模擬 速度場
【學位授予單位】：武漢科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH137.332
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 研究的背景和意義9
• 1.2 液力變矩器國內外研究現狀9-12
• 1.2.1 液力變矩器工作原理9-11
• 1.2.2 液力傳動在國內外的應用11-12
• 1.3 反求工程的國內外研究現狀12-13
• 1.4 液力變矩器流場分析的國內外研究現狀13-15
• 1.5 課題來源及主要研究內容15-17
• 1.6 本章小結17-18
• 第2章 液力變矩器 CAD 反求建模18-27
• 2.1 反求工程概述18
• 2.2 液力變矩器葉片及流道參數的反求18-21
• 2.2.1 葉片形狀的提取18-19
• 2.2.2 三維點云數據的提取及后處理19-20
• 2.2.3 小平面體的手動拼接技術20-21
• 2.3 液力變矩器數字模型的建立21-22
• 2.4 葉片及流道誤差分析22-26
• 2.5 本章小結26-27
• 第3章 液力變矩器三維流場數值模擬27-43
• 3.1 液力傳動基本理論知識27-36
• 3.1.1 流體的運動微分方程27-30
• 3.1.2 流體在葉輪中的運動分析30-31
• 3.1.3 速度計算31-34
• 3.1.4 歐拉方程——葉片式機械求解的基本方程34-36
• 3.2 液力變矩器的結構及參數36-37
• 3.3 液力變矩器網格模型的建立37-39
• 3.4 液力變矩器流場仿真計算39-42
• 3.4.1 求解器及邊界條件的設置39-40
• 3.4.2 收斂準則40-41
• 3.4.3 計算步驟41-42
• 3.5 本章小結42-43
• 第4章 液力變矩器流場分析及性能測試43-57
• 4.1 葉輪徑向流場分析43-47
• 4.1.1 泵輪及渦輪徑向流場分析43-46
• 4.1.2 導輪徑向流場分析46-47
• 4.2 葉輪軸向流場分析47-49
• 4.3 液力變矩器的特性曲線49-52
• 4.3.1 液力變矩器的特征參數49-50
• 4.3.2 液力變矩器 CFD 模擬數據處理50-52
• 4.4 液力變矩器性能測試52-56
• 4.5 本章小結56-57
• 第5章 總結與展望57-58
• 5.1 全文總結57
• 5.2 展望57-58
• 致謝58-59
• 參考文獻59-63
• 附錄 1 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文63-64
• 附錄 2 攻讀碩士期間參加的科研項目64

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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本文編號：789182