發(fā)布時(shí)間：2017-09-26 11:18

  本文關(guān)鍵詞：基于流固耦合的液力變矩器葉片強(qiáng)度分析與壽命計(jì)算

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【摘要】：液力變矩器是自動(dòng)變速系統(tǒng)的核心部件，它可以保證系統(tǒng)平穩(wěn)起步，變速和變矩載荷的瞬態(tài)變化基本不會(huì)反映到動(dòng)力機(jī)上。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)許多高校和研究機(jī)構(gòu)都在對(duì)液力變矩器進(jìn)行三維流場(chǎng)分析，但對(duì)于液力變矩器葉片的強(qiáng)度問(wèn)題和壽命問(wèn)題研究較少。 液力變矩器以液壓油為工作介質(zhì)，是通過(guò)液體動(dòng)量矩的變化來(lái)改變傳遞轉(zhuǎn)矩的透平機(jī)械，其葉片在工作中主要受到在內(nèi)部循環(huán)流動(dòng)施加的壓力和旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的作用。針對(duì)其葉片受力的復(fù)雜性，本文采用多物理場(chǎng)協(xié)同仿真平臺(tái)ANSYS Workbench，基于單向流固耦合技術(shù)，將液力變矩器的流場(chǎng)分析與強(qiáng)度分析相結(jié)合，對(duì)液力變矩器葉輪葉片進(jìn)行強(qiáng)度分析和壽命計(jì)算。通過(guò)建立三維流體模型和有限元模型，不同工況下，，用流體分析軟件CFX對(duì)變矩器的流場(chǎng)進(jìn)行三維流場(chǎng)分析，再通過(guò)Workbench的流固耦合平臺(tái)將流場(chǎng)的壓力傳遞給葉片結(jié)構(gòu)分析，總結(jié)出葉片等效應(yīng)力分布和葉片變形情況。最后，在Workbench中采用專業(yè)的疲勞分析模塊Fatiguetools對(duì)各葉輪葉片進(jìn)行壽命計(jì)算。 本文提出了液力變矩器流固耦合的分析流程和研究方法，對(duì)于形狀扭曲、設(shè)計(jì)復(fù)雜的液力變矩器葉片，流固耦合分析能較為真實(shí)準(zhǔn)確地反應(yīng)液力變矩器葉片表面的應(yīng)力狀態(tài)，為優(yōu)化液力變矩器葉片提供了理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：液力變矩器 流固耦合 流場(chǎng)分析 葉片強(qiáng)度 壽命計(jì)算
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH137.332
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 圖清單9-12
• 表清單12-13
• 注釋表13-15
• 縮略詞15-16
• 第一章 緒論16-23
• 1.1 選題背景16-17
• 1.2 液力變矩器的工作原理17-18
• 1.3 液力變矩器的研究理論18-19
• 1.4 國(guó)內(nèi)外研究情況19-21
• 1.4.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀19-20
• 1.4.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀20-21
• 1.5 本文研究的目的和內(nèi)容21-22
• 1.6 本章小結(jié)22-23
• 第二章 流固耦合分析的基本理論23-30
• 2.1 流體力學(xué)控制方程23-24
• 2.2 結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本控制方程24-25
• 2.3 流固耦合方程25-26
• 2.4 流固耦合分析分類26-29
• 2.4.1 單向流固耦合27-28
• 2.4.2 雙向流固耦合28
• 2.4.3 流固耦合方法的選擇28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 數(shù)值計(jì)算方法介紹30-38
• 3.1 有限差分法30
• 3.2 有限元法30-32
• 3.2.1 有限元法的基本思想30-31
• 3.2.2 有限元法的離散31-32
• 3.2.3 有限元法的基本步驟32
• 3.3 有限體積法32-34
• 3.3.1 有限體積法的基本思想32-33
• 3.3.2 有限體積法的特點(diǎn)33-34
• 3.3.3 離散格式34
• 3.4 軟件基礎(chǔ)34-37
• 3.4.1 Pro/E34-35
• 3.4.2 ANSYS Workbench35
• 3.4.3 CFX35-36
• 3.4.4 ICEM CFD36-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第四章 液力變矩器流場(chǎng)分析38-57
• 4.1 流場(chǎng)數(shù)值分析的約定38-39
• 4.2 建立幾何模型39-41
• 4.3 流場(chǎng)網(wǎng)格模型的建立41-44
• 4.3.1 網(wǎng)格的劃分形式41-42
• 4.3.2 網(wǎng)格劃分的原則42
• 4.3.3 網(wǎng)格的生成42-43
• 4.3.4 網(wǎng)格質(zhì)量控制43-44
• 4.4 流場(chǎng)的數(shù)值模擬44-51
• 4.4.1 初始值的確定44-45
• 4.4.2 湍流模型的選擇45-48
• 4.4.3 邊界條件的設(shè)置48-50
• 4.4.4 求解格式的選擇50
• 4.4.5 收斂準(zhǔn)則的設(shè)置50-51
• 4.5 流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析51-56
• 4.5.1 泵輪流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果分析52-53
• 4.5.2 渦輪流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果分析53-55
• 4.5.3 導(dǎo)輪流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果分析55-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 第五章 液力變矩器葉片強(qiáng)度分析57-67
• 5.1 初始值的給定57-58
• 5.2 葉片模型網(wǎng)格的劃分58
• 5.3 葉片模型邊界條件設(shè)置58-60
• 5.4 葉片強(qiáng)度分析60-66
• 5.4.1 泵輪葉片強(qiáng)度分析60-62
• 5.4.2 渦輪葉片強(qiáng)度分析62-64
• 5.4.3 導(dǎo)輪葉片強(qiáng)度分析64-66
• 5.4.4 葉片強(qiáng)度分析總結(jié)66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 第六章 液力變矩器壽命計(jì)算67-80
• 6.1 疲勞壽命分析的基本原理67
• 6.2 疲勞積累損傷理論67-69
• 6.2.1 線性累積損傷理論68
• 6.2.2 非線性累積損傷理論68
• 6.2.3 雙線性累積損傷理論68-69
• 6.3 疲勞壽命計(jì)算方法69-70
• 6.3.1 名義應(yīng)力法69-70
• 6.3.2 局部應(yīng)力-應(yīng)變法70
• 6.3.3 場(chǎng)強(qiáng)法70
• 6.4 有限元疲勞分析介紹70-71
• 6.5 液力變矩器葉片壽命計(jì)算71-74
• 6.5.1 添加材料的 S-N 曲線71-72
• 6.5.2 平均應(yīng)力的處理方法72-74
• 6.5.3 其他參數(shù)的設(shè)置74
• 6.6 各葉輪葉片壽命分析74-79
• 6.6.1 泵輪葉片壽命分析74-76
• 6.6.2 渦輪葉片壽命分析76-78
• 6.6.3 導(dǎo)輪葉片壽命分析78-79
• 6.7 本章小結(jié)79-80
• 第七章 總結(jié)與展望80-82
• 參考文獻(xiàn)82-85
• 致謝85-86
• 在校期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文86

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：923200