液力緩速器流場(chǎng)仿真及有限元分析.pdf

1、液力緩速器是應(yīng)用最廣泛的一種車輛輔助制動(dòng)裝置，利用動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)內(nèi)部油液流動(dòng)，然后沖擊定輪葉片，靠油液反作用力產(chǎn)生制動(dòng)力矩，使車輛減速。本文基于CFD和FEA平臺(tái)，利用VB、CATIA、ICEM-CFD、FLUENT、MATLAB、ANSYS等專業(yè)軟件，對(duì)滿充液條件下的液力緩速器內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行了仿真分析，獲得了工作腔內(nèi)部油液的流動(dòng)規(guī)律以及壓力場(chǎng)和速度場(chǎng)的分布情況。并分析了液力緩速器動(dòng)輪和定輪的強(qiáng)度和模態(tài)?；旧辖⒘艘徽滓毫徦倨髁鲌?chǎng)分析和

2、有限元分析方法。這對(duì)自主研發(fā)生產(chǎn)液力緩速器的有一定的指導(dǎo)作用。
　　 論文介紹了液力緩速器在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展應(yīng)用情況、優(yōu)缺點(diǎn)及其今后的發(fā)展趨勢(shì)，闡述了液力緩速器的基本工作原理和組成部分。
　　 為了實(shí)現(xiàn)液力緩速器參數(shù)化建模，將液力緩速器的循環(huán)圓直徑、葉片數(shù)目、厚度和傾角作為可變參數(shù)，利用CATIA中的Automation API的二次開發(fā)功能，通過編寫VB的宏命令來驅(qū)動(dòng)CATIA生成液力緩速器動(dòng)輪和定輪模型。對(duì)模型進(jìn)行一定的

3、簡(jiǎn)化，抽取液力緩速器周期流道模型以進(jìn)行內(nèi)流場(chǎng)分析，抽取有限元模型以進(jìn)行強(qiáng)度和模態(tài)分析。
　　 將抽取好的流道模型導(dǎo)入到ICEM-CFD軟件中，利用映射法對(duì)動(dòng)輪和定輪流道模型進(jìn)行規(guī)則的六面體網(wǎng)格劃分。在FLUENT軟件中設(shè)置湍流模型為標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型，速度-壓力耦合算法為SIMPLE算法，離散格式為一階迎風(fēng)格式，使用標(biāo)準(zhǔn)的壁面函數(shù)。選擇滑移網(wǎng)格技術(shù)來模擬動(dòng)輪和定輪之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)行迭代計(jì)算，當(dāng)監(jiān)測(cè)值收斂后，將CFD計(jì)算得到的制動(dòng)力

4、矩值和試驗(yàn)值對(duì)比，驗(yàn)證了三維流場(chǎng)計(jì)算的準(zhǔn)確性。對(duì)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為2000r/min工況下的壓力場(chǎng)、速度場(chǎng)進(jìn)行了詳細(xì)分析。
　　 利用ANSYS讀取前面建立的三維模型，劃分網(wǎng)格得到有限元模型。由于流道模型和有限元模型的網(wǎng)格體系不同，需要利用MATLAB對(duì)CFD分析得到的葉片液壓力值進(jìn)行插值處理，獲得ANSYS網(wǎng)格對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)力，施加精確的載荷數(shù)據(jù)。然后分別對(duì)液力緩速器動(dòng)輪和定輪進(jìn)行強(qiáng)度分析。采用Block Lanczos提取方法提取液力緩