本文關(guān)鍵詞： 液力變矩器 流場分析 數(shù)值模擬 快速成型　出處：《揚州大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：液力變矩器是車輛或工程機械傳動系統(tǒng)中關(guān)鍵部件之一,其基本作用是通過工作液的流動實現(xiàn)能量的傳遞,同時起到改變轉(zhuǎn)矩的作用。液力變矩器內(nèi)部流場情況的好壞直接影響到傳動系統(tǒng)的效率,因此,研究分析其內(nèi)部流場分布規(guī)律具有一定的理論意義和應用價值。針對液力變矩器在設計開發(fā)過程中存在因大量試驗而反復試制的問題,本文以液力變矩器為研究對象,通過建立三維模型,對其內(nèi)部工作流場進行數(shù)值模擬,對比分析了兩種不同工況下內(nèi)部流場分布的規(guī)律和特性；針對葉片的形狀復雜性,研究了基于光固化立體成型技術(shù)的液力變矩器葉片的快速原型工藝,并通過正交試驗方法尋求最優(yōu)加工方案,為快速原型技術(shù)在液力變矩器開發(fā)過程中的應用提供技術(shù)基礎。葉片的形狀是決定液力變矩器性能的最關(guān)鍵因素,本文通過深入分析液力變矩器葉片的多種設計理論和設計方法,闡述了多種設計方法的適用條件,并且運用逆向設計方法獲得變矩器葉片的三維模型,并借助三維軟件技術(shù),建立了流道模型。然后基于流體力學的理論知識和方法,闡述了對液力變矩器內(nèi)部流場進行數(shù)值模擬計算和研究的理論方法,為深入研究分析其內(nèi)部流場特性提供理論依據(jù)。運用三維軟件分別建立了液力變矩器三個工作輪的全流道模型,然后通過分割面切割出單個流道模型,設置周期性邊界條件、壁面等,得到理想的離散型網(wǎng)格即計算模型。將計算模型導入流場分析軟件中,選用合適的湍流模型和離散格式,定義工作液的參數(shù),再次進行流體域及邊界條件的設置,將上下游流道對應的進出口面進行配對,設置周期性邊界條件為旋轉(zhuǎn),設置合適的收斂條件,進行兩種工況下的流場數(shù)值計算。根據(jù)仿真軟件計算結(jié)果,研究了上述工況下,各個流道進口面、中弦面、出口面的速度和壓力分布以及葉片壓力面和吸力面上的壓力分布,得到了相關(guān)流場特性,并對其形成機理進行分析。鑒于液力變矩器內(nèi)部流場的獨特性和復合型,準確反映內(nèi)流場狀況的理論不完善,在開發(fā)設計過程中需要做大量試驗的特點,提出了將快速原型技術(shù)應用于液力變矩器設計開發(fā)過程中,采用立體光固化快速原型技術(shù),開展了液力變矩器葉片快速原型正交試驗研究,選擇葉片粗糙度、葉片質(zhì)量、成型時間作為評價葉片快速原型影響因素的指標。對試驗結(jié)果進行分析,得出各項因素對評價指標的影響規(guī)律,并且根據(jù)正交試驗結(jié)果得出最優(yōu)加工工藝方案,為快速原型技術(shù)在液力變矩器開發(fā)過程中的應用提供了技術(shù)基礎。
[Abstract]:Hydraulic torque converter is one of the key components in the transmission system of vehicle or construction machinery. Its basic function is to transfer energy through the flow of working fluid. At the same time, the torque is changed. The flow field in the torque converter has a direct impact on the efficiency of the transmission system. It has certain theoretical significance and application value to study and analyze the distribution law of internal flow field. In the process of design and development of hydraulic torque converter there are problems of repeated trial and manufacture due to a large number of tests. In this paper, the hydraulic torque converter is taken as the research object. Through the establishment of a three-dimensional model, the numerical simulation of the internal workflow field is carried out, and the law and characteristics of the internal flow field distribution under two different working conditions are compared and analyzed. Aiming at the complexity of blade shape, the rapid prototyping process of hydraulic torque converter blade based on light solidification solid molding technology was studied, and the optimal processing scheme was found by orthogonal test method. It provides the technical foundation for the application of rapid prototyping technology in the development of hydraulic torque converter. The shape of blade is the most important factor to determine the performance of hydraulic torque converter. Through in-depth analysis of the various design theories and design methods of hydraulic torque converter blade, the application conditions of various design methods are expounded, and the 3D model of torque converter blade is obtained by using reverse design method. Based on the theoretical knowledge and method of fluid mechanics, the numerical simulation calculation and research method of flow field in hydraulic torque converter are described. In order to provide the theoretical basis for the in-depth study and analysis of the internal flow field characteristics, three dimensional software was used to establish the full channel model of the three working wheels of the hydraulic torque converter, and then a single flow channel model was cut out by dividing the surface. Setting periodic boundary conditions, wall surface and so on, the ideal discrete mesh is obtained. The calculation model is imported into the flow field analysis software, and appropriate turbulence model and discrete scheme are selected to define the parameters of the working fluid. The fluid domain and the boundary conditions are set again, the inlet and outlet surfaces corresponding to the upstream and downstream channels are paired, the periodic boundary conditions are set for rotation, and the appropriate convergence conditions are set. According to the results of the simulation software, the inlet surface and the middle chord surface of each channel under the above conditions are studied. The velocity and pressure distribution on the outlet surface and the pressure distribution on the blade pressure surface and suction surface are obtained, and the characteristics of the related flow field are obtained. In view of the unique and complex flow field in the hydrodynamic torque converter, the theory of accurately reflecting the internal flow field is not perfect, and a large number of experiments are needed in the development and design process. In this paper, the rapid prototyping technology is applied to the design and development of hydraulic torque converter. The orthogonal experiment of rapid prototype of hydraulic torque converter blade is carried out by using stereoscopic light curing rapid prototype technology, and the blade roughness is selected. Blade quality and forming time were used as indicators to evaluate the influencing factors of blade rapid prototyping. The experimental results were analyzed and the influence law of each factor on the evaluation index was obtained. According to the results of orthogonal test, the optimal processing scheme is obtained, which provides the technical basis for the application of rapid prototyping technology in the development of hydraulic torque converter.
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH137.332

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本文編號：1491704