基于cfd分析的液力减速器设计研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘’要本文依托“车辆传动国家重点实验室基金项目"——高效液力减速器优化设计，首先介绍了论文的研究背景，液力减速器的发展以及国内外应用情况；介绍了液力减速器目前存在的问题和今后的发展趋势；对液力减速器的设计方法发展历程进行了简要的概述，目前液力减速器设计开发主要是依赖一维束流理论，这种方法无法研究液力减速器内部的流动及规律，本文以D375型液力减速器为研究对象，采用CFD软件FLUENT对液力减速器内流场进行了数值模拟分析。首先利用流体一维束流理论和相似原理对叶片倾角为30。、40。、45。的三种液力减速器进行了特性初算，并得出了参考结论。使用UG建立了三维实体模型，

2、对流道进行了一定的简化处理后建立了流道模型，利用映射法生成了液力减速器周期流道网格。在计算中采用了混合平面模型，计算分析中湍流模型选用标准k一￡模型，速度一压力耦合算法选择SIMPLE算法，离散方法选择最简单的一阶迎风格式。根据束流理论，以等过流截面积原则确定了动轮和定轮的出、入口边界。迭代计算时对制动力矩进行监视，待制动力矩稳定后，得到了制动力矩的大小。对比一维束流理论计算结果与CFD数值计算结果，选定了叶片倾角，对液力减速器的相关几何参数与结构进行了优选，对叶片厚度进行了优选，利用有限元分析软件进行了叶片强度校核；对动轮叶片叶形进行了改进，提高了液力减速器充液效率；对原有的降低鼓风损失

3、装置进行改进，使得降低鼓风损失装置更加新颖，更加合理，工作更加可靠；最后对液力减速器花键连接进行了强度校核。本文对液力减速器的设计开发过程进行了探讨，初步建立了一套以CFD分析为主，一维束流理论为辅的液力减速器设计方法。为提高液力减速器的设计水平做出了贡献。关键词：液力减速器，一维束流理论，数值模拟，FLUENT武汉理工大学硕上学位论文ABSTRACTthevehicletransmission--OptimalDesign·ofEfficientHydrodynamicRetarder．Firstlyinthispaper,thebackgroundoftheresearchandthe

4、applicationofthehydrodynamicretarderintheworldhadbeenintroduced．Thenthispaperintroducedthecurrentproblemsofhydrodynamicretarderandthedevelopmenttrendsinthefuture．Thedevelopmentofthedesignmethodsofhydrodynamicretarderwassummarized．Atpresent，thedesignofhydrodynamicretarderisbasedontheone-dimensionfl

5、owtheory,whichcannotstudytheinternalflowandprincipleofhydrodynamicretarder．Inthisresearch，theinternalflowfieldofthehydrodynamicretarderD375WassimulatedbyCFDsoftwareFLUENT．Thetheoriesofone—dimensionflowandsimilitudeprinciplewereusedforthecharacteristiccalculationofthreetypeshydrodynamicretarderwith

6、differentbladeangles30。、40。、45。．Theresultsofcharacteristiccalculationwereusedforthereferenceconclusion．ThegeometricmodelwascreatedbyUGbasedOnsomeassumptionsandpredigestions．Thegridwascreatedbymappingmethod．Mixingplanemodelwasusedinmutualfacesbetweenimpellers．Theturbulentmodelwasthestandardk一￡model

7、．SIMPLEvelocity—pressurecouplingalgorithmandthefirstorderupwindschemehadbeenchosenforthe，calculation．Boundaryconditionshadbeensetupbasedontheone-dimensionflowtheory．BraketorqueWasmonitoredwhentheiterativecalculat