發(fā)布時間：2020-06-13 02:01

【摘要】：傳動裝置是坦克的重要組成部分之一,傳動裝置潤滑系統(tǒng)管網(wǎng)潤滑油量的精確分配直接關(guān)系到傳動裝置各部件的正常運(yùn)行及整個坦克的可靠性。潤滑油量供應(yīng)不足會導(dǎo)致部件得不到良好的潤滑,潤滑油量供應(yīng)過大會導(dǎo)致攪油損失過大。已有的對潤滑系統(tǒng)管網(wǎng)的流量分配的研究普遍是在設(shè)計過程中人工改變參數(shù)實現(xiàn)優(yōu)選,缺乏自動優(yōu)化流程,流量分配精度不能滿足要求。因此,研究潤滑系統(tǒng)管網(wǎng)自動流量分配優(yōu)化,實現(xiàn)流量精確分配具有至關(guān)重要的意義。本文采取流體有限元計算法與最優(yōu)化理論相結(jié)合的方法,開發(fā)Isight管網(wǎng)自動流量分配優(yōu)化軟件平臺實現(xiàn)了潤滑系統(tǒng)管網(wǎng)流量精確分配,為以后的管網(wǎng)流量分配優(yōu)化提供重要參考和技術(shù)支持。為探究潤滑油流量分配與管網(wǎng)中管道長度尺寸與直徑尺寸的關(guān)系,將水頭損失中流量參數(shù)與非流量參數(shù)分離,進(jìn)而推導(dǎo)出了流量與長度尺寸直徑尺寸的單調(diào)不變性,得出了流量變化對直徑尺寸變化遠(yuǎn)比對長度尺寸變化敏感的結(jié)論。通過仿真計算,驗證了以上結(jié)論�？紤]到尺寸敏感性以及空間的限制決定通過調(diào)節(jié)直徑尺寸來實現(xiàn)流量分配。仿真結(jié)果表明流量對尺寸的偏導(dǎo)數(shù)變化幅度不大,因此決定選取基于梯度的優(yōu)化算法來實現(xiàn)流量分配管網(wǎng)優(yōu)化。通過編寫各自程序的代碼,分別實現(xiàn)了管網(wǎng)三維實體模型參數(shù)化自動更新、網(wǎng)格自動劃分、流量自動計算及計算結(jié)果自動輸出。用定向分割法解決了自動網(wǎng)格劃分中實體模型面編號排序錯亂問題。將各自動化過程進(jìn)行集成,開發(fā)了以Isight軟件為中心的管網(wǎng)自動流量分配優(yōu)化軟件平臺。分析了幾種梯度類優(yōu)化算法的特點(diǎn),選取擬牛頓算法進(jìn)行管網(wǎng)自動流量分配優(yōu)化。構(gòu)建了流量歸一化的目標(biāo)函數(shù)。根據(jù)目標(biāo)函數(shù)值-流量-尺寸映射關(guān)系進(jìn)行了具體算法實現(xiàn)。利用開發(fā)的Isight自動流量分配優(yōu)化軟件平臺對簡單潤滑系統(tǒng)管網(wǎng)進(jìn)行了自動流量分配優(yōu)化。擬牛頓法使目標(biāo)函數(shù)收斂速度快精度高。通過仿真試驗選取了擬牛頓法分段最佳偏導(dǎo)步長因子,提高了自動優(yōu)化過程的快速性準(zhǔn)確性穩(wěn)定性。探究了簡單潤滑系統(tǒng)管網(wǎng)的流量分配空間,在廣泛的流量分配空間內(nèi),每個出口的流量分配相對誤差均在5%以內(nèi)。根據(jù)樹形管網(wǎng)流量壓力特性提出了分層與分組流量分配優(yōu)化方法,理論分析了該方法的可行性。利用該方法對復(fù)雜潤滑系統(tǒng)管網(wǎng)(22個出口)進(jìn)行流量分配優(yōu)化,達(dá)到了良好的效果,22個出口的流量分配相對誤差均在10%以內(nèi)。該方法解決了直接優(yōu)化法流量分配空間小、目標(biāo)函數(shù)不收斂的問題。探究了潤滑油粘度對流量分配精度的影響,結(jié)果表明粘度在較大范圍內(nèi)變化時對流量分配精度的影響非常小,因此可以在多種氣候條件多種工況下實現(xiàn)傳動裝置潤滑系統(tǒng)管網(wǎng)精確流量分配。
【圖文】：

坦克（圖 1-1 99A2 坦克）是近現(xiàn)代陸上作戰(zhàn)及登陸作戰(zhàn)的一款強(qiáng)有力器，坦克具有優(yōu)越的機(jī)動性能、良好的防護(hù)能力、強(qiáng)大的火力支持。在消方有生力量、摧毀敵方防御工事、壓制敵方裝甲武器方面具有很大優(yōu)勢。 21 世紀(jì)，雖然新式武器裝備日新月異，不斷顛覆傳統(tǒng)作戰(zhàn)方式，但是在中坦克由于其獨(dú)特的優(yōu)勢仍然是重要的作戰(zhàn)武器之一。坦克技術(shù)涉及到兵器工業(yè)與國防安全，各國對其進(jìn)行了嚴(yán)格的封鎖。研發(fā)提高坦克性能的新技術(shù)，提高坦克的可靠性穩(wěn)定性，對國防建設(shè)具有重意義。

圖 1-2 坦克傳動裝置1.2 潤滑系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀潤滑具有以下幾種作用：①減摩擦作用，減小運(yùn)動副之間的摩擦，提高機(jī)械傳動效率；②冷卻作用，通過不斷的循環(huán)帶走系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量，使系統(tǒng)工作在正常溫度狀態(tài)；③防腐蝕作用，在零件表面形成一層油膜，減少零件的腐蝕；④清潔作用，潤滑油在系統(tǒng)內(nèi)不斷循環(huán)，帶走系統(tǒng)內(nèi)的雜質(zhì)，保持系統(tǒng)清潔。潤滑系統(tǒng)廣泛存在于各類機(jī)械裝置中，成為機(jī)械傳動裝置不可或缺的一部分。潤滑系統(tǒng)的潤滑介質(zhì)為潤滑油與潤滑脂，潤滑系統(tǒng)的質(zhì)量的高低取決于潤滑系統(tǒng)各組件的是否得到合理的潤滑。早期的潤滑系統(tǒng)多采用經(jīng)驗設(shè)計法，依賴于設(shè)計師的設(shè)計經(jīng)驗。這樣設(shè)計出來的潤滑系統(tǒng)性能差，不可靠，導(dǎo)致各部件得不到良好的潤滑[2]。后來，為了提高潤滑系統(tǒng)的設(shè)計精度，人們普遍采取系統(tǒng)化建模與計算機(jī)仿真分析相結(jié)合的方法。用系統(tǒng)的觀點(diǎn)將潤滑系統(tǒng)進(jìn)行分析，，建立各元件的數(shù)學(xué)模型，通過計算機(jī)軟件仿真來計算流量與壓力，仿真結(jié)果與實驗對比來進(jìn)行可靠性驗證。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TJ810.32

【引證文獻(xiàn)】

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1 李奇;徐南榮;;非線性管道網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的線性規(guī)劃逼近法[A];第三屆全國控制與決策系統(tǒng)學(xué)術(shù)會議論文集[C];1991年

本文編號：2710458