發(fā)布時間：2017-09-14 10:10

  本文關鍵詞：基于CFD的新型液氣緩沖器流場分析與試驗研究

  更多相關文章： 計算流體動力學 液氣緩沖器 動網(wǎng)格 數(shù)值模擬 實驗研究

【摘要】：緩沖器是一種機械裝置的安全器件,目前普遍應用于交通、港口和起重機械等領域,在實際的工作過程中操縱員人身的安全和設備的壽命等諸多因素與其性能的優(yōu)劣息息相關,而隨著機械設備向著高速化、大型化的趨勢發(fā)展,設備對于振動與沖擊的控制精度要求日趨嚴格,因此性能優(yōu)良并且具有高可靠性的緩沖器成為當下研究的焦點和難點。 與其他種類的緩沖器相比,本文研究對象即新型液氣緩沖器采用一種全新的阻尼結(jié)構(gòu),復位元件選用壓縮的氮氣,不僅避免了使用金屬彈簧作為復位件后出現(xiàn)的疲勞和磨損現(xiàn)象,而且氮氣的無疲勞、體積模量小的特點使得液氣緩沖器呈現(xiàn)出較為優(yōu)越的緩沖性能,即容量大、緩沖力迅速上升以及反彈時間短等,是目前較為理想的緩沖裝置,具有很高的研究價值。 本文以新型節(jié)流芯軸式的液氣緩沖器作為研究對象,依據(jù)流體力學、計算流體動力學等學科理論,基于CFD技術,利用動網(wǎng)格模型,同時采用標準k-ε模型和SIMPLEC算法,運用仿真軟件FLUENT對新型節(jié)流芯軸式液氣緩沖器進行幾何模型的建立、模擬迭代計算,得到內(nèi)部流場壓力和速度分布特性以及緩沖特性曲線,并分別對不同緩沖間隙、節(jié)流芯軸形狀和沖擊速度三種模型進行仿真模擬,獲得各參數(shù)對液氣緩沖器緩沖特性的影響,為新型液氣緩沖器關鍵部位參數(shù)的確定和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供了參考依據(jù)。同時將仿真結(jié)果與實驗進行對比分析,結(jié)果表明采用CFD方法對緩沖器流場進行仿真分析是可行的。同時本文也為緩沖器產(chǎn)品的研發(fā)和改進提供了全新的參考方法,具有一定的應用價值。
【關鍵詞】：計算流體動力學 液氣緩沖器 動網(wǎng)格 數(shù)值模擬 實驗研究
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH136
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 緩沖器簡介10-15
• 1.1.1 緩沖器的工作原理與性能指標10-12
• 1.1.2 緩沖器的分類12-15
• 1.2 國內(nèi)外緩沖器的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 國外緩沖器的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.2 國內(nèi)緩沖器的研究方法17-18
• 1.3 課題研究意義18
• 1.4 本文研究內(nèi)容18-20
• 2 新型節(jié)流芯軸式液氣緩沖器20-29
• 2.1 常見的液氣緩沖器簡介20-22
• 2.1.1 皮囊式液氣緩沖器20
• 2.1.2 多孔式液氣緩沖器20-21
• 2.1.3 節(jié)流芯軸式液氣緩沖器21-22
• 2.2 液氣緩沖器的工作原理簡介22-23
• 2.3 新型液氣緩沖器的結(jié)構(gòu)特點23-24
• 2.3.1 新型阻尼結(jié)構(gòu)分析23-24
• 2.3.2 氣腔結(jié)構(gòu)24
• 2.4 液氣緩沖器的計算模型分析24-25
• 2.5 液氣緩沖器的發(fā)展與應用25-29
• 2.5.1 紡織行業(yè)的應用25-26
• 2.5.2 汽車上的應用26
• 2.5.3 飛機上的應用26-27
• 2.5.4 鐵道車輛上的應用27-29
• 3 新型液氣緩沖器模型的建立與仿真計算29-46
• 3.1 計算流體動力學簡介29-38
• 3.1.1 計算流體動力學概述29-31
• 3.1.2 湍流理論31-34
• 3.1.3 動網(wǎng)格模型與UDF概述34-36
• 3.1.4 CFD軟件介紹36-38
• 3.2 仿真計算的前期處理38-42
• 3.2.1 建模的假設39
• 3.2.2 模型簡化與建立39-41
• 3.2.3 網(wǎng)格模型的生成41-42
• 3.3 計算模型的設置42-44
• 3.3.1 求解器的選擇42
• 3.3.2 湍流模型的選擇42-43
• 3.3.3 算法和離散格式的選擇43
• 3.3.4 邊界條件的設置43
• 3.3.5 動網(wǎng)格模型的設置43-44
• 3.4 仿真計算過程44-46
• 4 新型液氣緩沖器模擬仿真分析46-54
• 4.1 新型緩沖器的仿真模擬分析46-48
• 4.1.1 內(nèi)部流場的分布云圖及分析46-47
• 4.1.2 緩沖特性曲線及分析47-48
• 4.2 液氣緩沖器緩沖過程的影響分析48-54
• 4.2.1 緩沖間隙對緩沖過程的影響分析48-50
• 4.2.2 節(jié)流軸形狀對緩沖過程的影響分析50-51
• 4.2.3 沖擊速度對緩沖過程的影響分析51-53
• 4.2.4 仿真結(jié)果總結(jié)53-54
• 5 液氣緩沖器的試驗研究54-61
• 5.1 試驗目的54
• 5.2 緩沖器試驗簡介54-56
• 5.2.1 實驗臺的組成54-56
• 5.2.2 試驗主要內(nèi)容56
• 5.3 各不同工況下緩沖性能的試驗結(jié)果及對比分析56-59
• 5.3.1 新型液氣緩沖器的靜態(tài)性能實驗56-57
• 5.3.2 新型液氣緩沖器的動態(tài)性能實驗57-58
• 5.3.3 沖擊速度對緩沖器性能的影響58-59
• 5.4 試驗結(jié)果分析59-60
• 5.5 試驗總結(jié)60-61
• 結(jié)論61-63
• 參考文獻63-66
• 附錄A 控制沖擊邊界4的UDF文件moving.c程序內(nèi)容66-67
• 附錄B 控制柱塞邊界1的UDF文件valve.c程序內(nèi)容67-69
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況69-70
• 致謝70-71

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：849398