基于isight的润滑系统流量分配管网优化

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1、工学硕士学位论文基于Isight的润滑系统流量分配管网优化OPTIMIZINGTHEPIPENETWORKOFLUBRICATIONSYSTEMTOACHIEVEFLOWDISTRIBUTIONBASEDONISIGHT刘凯涛哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TJ03学校代码：10213国际图书分类号：681密级：公开工学硕士学位论文基于Isight的润滑系统流量分配管网优化硕士研究生刘凯涛导师：杨庆俊副教授申请学位：工学硕士学科：机械电子工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学Diss

2、ertationfortheMasterDegreeinEngineeringOPTIMIZETHEPIPENETWORKOFLUBRICATIONSYSTEMTOACHIEVEFLOWDISTRIBUTIONBASEDONISIGHTCandidate：LiuKaitaoSupervisor：AssociateProfessor.YangQingjunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechatronicsEngineeringAffiliation：Sc

3、hoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要传动装置是坦克的重要组成部分之一，传动装置润滑系统管网润滑油量的精确分配直接关系到传动装置各部件的正常运行及整个坦克的可靠性。润滑油量供应不足会导致部件得不到良好的润滑，润滑油量供应过大会导致搅油损失过大。已有的对润滑系统管网的流量分配的研究普遍是在设计过程中人工改变参数实现优选，缺乏自

4、动优化流程，流量分配精度不能满足要求。因此，研究润滑系统管网自动流量分配优化，实现流量精确分配具有至关重要的意义。本文采取流体有限元计算法与最优化理论相结合的方法，开发Isight管网自动流量分配优化软件平台实现了润滑系统管网流量精确分配，为以后的管网流量分配优化提供重要参考和技术支持。为探究润滑油流量分配与管网中管道长度尺寸与直径尺寸的关系，将水头损失中流量参数与非流量参数分离，进而推导出了流量与长度尺寸直径尺寸的单调不变性，得出了流量变化对直径尺寸变化远比对长度尺寸变化敏感的结论。通过仿真计算，验证了以上结论。考虑到尺寸敏感性以及

5、空间的限制决定通过调节直径尺寸来实现流量分配。仿真结果表明流量对尺寸的偏导数变化幅度不大，因此决定选取基于梯度的优化算法来实现流量分配管网优化。通过编写各自程序的代码，分别实现了管网三维实体模型参数化自动更新、网格自动划分、流量自动计算及计算结果自动输出。用定向分割法解决了自动网格划分中实体模型面编号排序错乱问题。将各自动化过程进行集成，开发了以Isight软件为中心的管网自动流量分配优化软件平台。分析了几种梯度类优化算法的特点，选取拟牛顿算法进行管网自动流量分配优化。构建了流量归一化的目标函数。根据目标函数值-流量-尺寸映射关系进行

6、了具体算法实现。利用开发的Isight自动流量分配优化软件平台对简单润滑系统管网进行了自动流量分配优化。拟牛顿法使目标函数收敛速度快精度高。通过仿真试验选取了拟牛顿法分段最佳偏导步长因子，提高了自动优化过程的快速性准确性稳定性。探究了简单润滑系统管网的流量分配空间，在广泛的流量分配空间内，每个出口的流量分配相对误差均在5%以内。根据树形管网流量压力特性提出了分层与分组流量分配优化方法，理论分析了该方法的可行性。利用该方法对复杂润滑系统管网（22个出口）进行流-I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文量分配优化，达到了良好的效果，22个出口的流

7、量分配相对误差均在10%以内。该方法解决了直接优化法流量分配空间小、目标函数不收敛的问题。探究了润滑油粘度对流量分配精度的影响，结果表明粘度在较大范围内变化时对流量分配精度的影响非常小，因此可以在多种气候条件多种工况下实现传动装置润滑系统管网精确流量分配。关键词：润滑系统；管网；流量分配；Isight平台；自动优化；分层与分组。-II哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractGearingisanimportantpartofthetank.Preciseflowdistributionofpipenetworkisdirectl

8、yrelatedtothenormalrunningofcomponentsandthereliabilityoftheentiretank.Theshortageofoilsupplywillleadtothelack