【摘要】：渦輪增壓器能夠有效改善發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、排放性及燃油經(jīng)濟(jì)性。發(fā)動(dòng)機(jī)的工作強(qiáng)度越高,渦輪增壓器工作環(huán)境越惡劣,相關(guān)零部件的熱負(fù)荷也不斷上升,渦輪箱的熱應(yīng)力很大程度上決定了渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)可靠性。本文針對(duì)某型號(hào)渦輪增壓器試制時(shí),廢氣閥門孔處開裂現(xiàn)象,采用數(shù)值模擬和試驗(yàn)相結(jié)合的方法進(jìn)行研究,探討渦輪箱設(shè)計(jì)研發(fā)過(guò)程中數(shù)值模擬流程的合理性。主要對(duì)放氣閥門孔傾斜角度進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì);基于渦輪增壓器渦輪箱傳熱機(jī)理,應(yīng)用流固耦合方法對(duì)渦輪箱進(jìn)行數(shù)值模擬,對(duì)渦輪箱溫度場(chǎng)、渦輪箱熱-機(jī)械應(yīng)力及應(yīng)變進(jìn)行計(jì)算分析,并測(cè)量相應(yīng)的渦輪箱溫度場(chǎng)及應(yīng)變量。試驗(yàn)結(jié)果表明:本文的耦合傳熱、熱-機(jī)械應(yīng)力及應(yīng)變計(jì)算分析結(jié)果與實(shí)際情況較為吻合,該數(shù)值模擬流程可以為渦輪箱的設(shè)計(jì)研發(fā)提供一定的參考依據(jù)。論文的研究工作及創(chuàng)新之處如下:(1)相比以往采用的單向耦合計(jì)算,本文采用第三方軟件MPCCI進(jìn)行了雙向流固耦合分析,不需要多次人為進(jìn)行結(jié)果映射,可以同時(shí)進(jìn)行FLUENT渦輪箱內(nèi)高溫廢氣的流動(dòng)模擬及ABAQUS渦輪箱結(jié)構(gòu)受熱分析,兩者獨(dú)立計(jì)算自動(dòng)耦合得到渦輪箱溫度場(chǎng)分布,為后期渦輪箱熱應(yīng)力的計(jì)算提供了更為準(zhǔn)確的邊界條件。(2)本文對(duì)渦輪箱的模擬仿真使用更為完整的邊界條件(渦輪前部溫度,渦輪后部溫度,渦輪前部壓力,渦輪后部壓力),同時(shí)控制渦輪箱廢氣閥門在不同工況下的開度,使其更接近實(shí)際工況,有效保證了模擬仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。(3)相比于以往單一渦輪箱零部件的模擬仿真,本文考慮到渦輪箱相鄰零部件在高溫下產(chǎn)生熱膨脹,相互擠壓變形,在計(jì)算過(guò)程中增加了簡(jiǎn)化的排氣歧管,排氣管,渦輪轉(zhuǎn)子,放氣閥門等受熱零部件,使得溫度場(chǎng)的模擬更為準(zhǔn)確,且有效模擬了各零部件受到熱應(yīng)力、熱應(yīng)變后對(duì)渦輪箱的影響,結(jié)果更為接近真實(shí)工況。
【圖文】：

圖 3.1 渦輪增壓器渦輪箱組件三維幾何模型Three-dimensional geometric model of turbocharger turbin網(wǎng)格劃分分析發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)只對(duì)渦輪箱進(jìn)行仿真分析與實(shí)際工況之間除了高溫廢氣與流道壁面之間的對(duì)流換熱之外，傳導(dǎo)，因此想要構(gòu)建較為合理的仿真模型，需要構(gòu)建包括渦輪箱，渦輪轉(zhuǎn)子，放氣閥門，簡(jiǎn)化排氣歧管和esh 軟件是美國(guó) Altair 公司推出一款高性能有限元前處處理軟件，具有以下優(yōu)勢(shì)：大的幾何處理功能，有完善的幾何處理工具，更便于對(duì)提高網(wǎng)格劃分的總體速度和質(zhì)量有明顯優(yōu)勢(shì)。esh 接口適應(yīng)性強(qiáng)�？梢灾苯訉�(dǎo)入 UG、Pro/E、CATI

第三章 渦輪增壓器渦輪箱數(shù)值模擬分析處理進(jìn)行面網(wǎng)格劃分。對(duì)于渦輪箱需要將內(nèi)流道進(jìn)行口，喉口以及放氣閥門等容易出現(xiàn)危險(xiǎn)的部位需要分倒角及曲率較大的圓角進(jìn)行單獨(dú)抽取，，進(jìn)行網(wǎng)格輪葉片根部倒角，葉尖倒角單獨(dú)處理進(jìn)行適當(dāng)?shù)木W(wǎng)組件采取全四面體網(wǎng)格劃分，圖 3.2 為渦輪箱組件935，節(jié)點(diǎn)數(shù) 719839。
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TK403

【參考文獻(xiàn)】

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2 龔金科;田應(yīng)華;賈國(guó)海;章滔;;渦輪增壓器軸承體耦合傳熱的數(shù)值仿真[J];湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年04期

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本文編號(hào)：2674501