高速列车微结构减阻功能表面设计分析与加工实验研究

《高速列车微结构减阻功能表面设计分析与加工实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文高速列车微结构减阻功能表面设计分析与加工实验研究DESIGNANALYSISANDPROCESSINGEXPERIMENTALRESEARCHONMICROSTRUCTURESURFACEOFHIGH-SPEEDTRAINWITHDRAGREDUCTIONFUNCTION霍志浩哈尔滨工业大学2018年06月国内图书分类号：TH164学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文高速列车微结构减阻功能表面设计分析与加工实验研究（学术型）硕士研究生：霍志浩导师：丁辉副教授申请学位：工学硕士学科：机械制造及其自动化所

2、在单位：机电工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TH164U.D.C.:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDESIGNANALYSISANDPROCESSINGEXPERIMENTALRESEARCHONMICROSTRUCTURESURFACEOFHIGH-SPEEDTRAINWITHDRAGREDUCTIONFUNCTION(Academic)Candidate：HUOZhihaoSupervisor：AssociateProf

3、.DINGHuiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalManufacturingandAutomationAffiliation:SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence:June,2018Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要铁路是最重要的运输方式之一，列车的提速有很大的现实意义。但对列车外形的研

4、究，已经逐渐进入到瓶颈。微结构功能表面具有很多很好的特性，应用到机械结构上，可以改善其表面的流体力学性能，减小阻力。所以，本课题提出了高速列车微结构减阻功能表面的设计分析与加工实验的研究。为了确定最佳微结构及试验模型，以计算流体力学为理论基础，结合Gambit网格前处理软件及Fluent仿真分析软件，进行平面以及布置有微结构的平面的几何模型建立与仿真分析。结合仿真结果，选定最佳的微结构。对高速列车车头进行空气动力学分析，寻找气动敏感区。构造出针对性的分析模型，利用控制变量法研究V型槽最佳尺寸。为加工出表面质量良好的V型槽表面，以实验室现有机床为

5、基础，以正交试验法以及极差分析法为原理，设计V型槽的微铣削加工工艺参数优化。对加工出的表面进行表面质量检测，得到不同加工参数对于V型槽表面加工质量的影响规律。并以此为依据，得到最佳的V型槽加工工艺参数组合。为了验证V型槽结构的实际减阻效果，对光滑表面和微结构表面进行对比实验。以哈尔滨工业大学发动机气体动力研究中心亚声速风洞实验台为基础进行试验，使用皮托管等高精度测量设备测量试验过程中出口和入口处的流体特征参数。根据试验结果，得到不同气流参数的变化趋势。通过对光滑表面和V型槽表面的结果对比，得到V型槽的阻力更小，具有减阻效果。得到V沟槽结构可能有

6、利于高速列车的减阻实现的结论。关键词：V型槽结构；流体仿真；参数优化；风洞试验I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTherailwayplaysanimportantroleintransportation.Therefore,toimprovethespeedofthetrainissignificant.However,thestudyoftrainappearanceshasgraduallyenteredabottleneck.Themicro-structuredfunctionalsurfacehasmanygoodch

7、aracteristics.Whenitisappliedtothemechanicalstructure,itcanimprovethehydrodynamicperformanceofthesurfaceandreducetheresistance.Basedonthis,wemakedesignanalysisandprocessingexperimentalresearchforthesurfaceofhigh-speedtrainswithdragreductionfunction.Inordertodeterminetheoptim

8、almicrostructureandexperimentalmodel,weusethecomputationalfluidmechanicsast