收藏本站
《吉林大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

调速型液力偶合器流固耦合与振动特性研究

卢秀泉  
【摘要】:随着我国的经济发展,各个工业领域所用设备功率增加非常快,尤其大型泵与风机用量不断增加,迫切需要大功率调速节能产品。大功率调速型液力偶合器作为理想的节能调速产品受到广泛的重视和应用。调速型液力偶合器在输入转速一定时,通过改变工作腔内的充液率来满足负载的要求,在与其它工业设备匹配传动时,具有平稳启动、无极调速、减缓设备冲击扭振、改善传动品质等诸多优点,而且应用调速型液力偶合器传动后节能效果十分显著,具有工作机功率越大节能效果越好的特点。我国的液力生产厂家目前还不具备独立研发大功率调速型液力偶合器产品的能力,针对我国大功率调速型液力偶合器产品设计中所面临的一些关键技术问题,本文结合国家高技术研究发展计划(863计划)专题课题“大型泵与风机液力调速节能关键技术研究”(2007AA05Z256),对液力偶合器的流固耦合问题和振动特性问题做了较为系统深入的研究。 系统介绍了流固耦合理论及数值计算方法。针对液力偶合器工作时流场特点介绍了旋转坐标系下的流动控制方程和叶轮结构动力学方程。重点介绍了流固耦合问题两种数值求解方法:整体求解法和分域求解法,同时对数值计算中流固耦合界面的描述方法、信息传递形式及控制条件做了说明。 基于流固耦合数值计算理论及算法,选择YOCQZ465型调速型液力偶合器为研究对象,对其工作中的流固耦合问题进行了数值模拟。首先采用单向流固耦合数值模拟方法,对液力偶合器叶轮在不同充液率、不同工况下的变形和应力状态进行分析,对叶轮的强度进行校核。在此基础上采用双向流固耦合数值模拟的方法,应用稳态和瞬态两种算法,对制动工况下偶合器的流场特性和涡轮叶片结构动力学特性进行研究。 基于势流体理论,采用流固耦合的模态求解方法对液力偶合器叶轮和叶片在工作流体介质中的模态进行了数值模拟。采用考虑预应力的模态分析方法,对不同转速比和充液率工况下叶轮的振动特性进行了分析。得到叶轮在实际工作中可能出现的共振频率,并找出工作中叶轮结构上振动的敏感区域。 对泵轮的旋转强度和液力偶合器传动装置在实际工作中的振动情况进行实验研究。首先采用遥测的方法,对泵轮在不同高速旋转工况下的强度进行测试。将各个转速工况下测点处应变的有效值与相应转速工况下有限元数值模拟结果相对比,验证遥测实验结果的可靠性。对实际工作中的液力偶合器传动装置进行振动测试。测试时在传动装置箱体上选取十个典型位置安放测点,将采集到的每个测点三个方向上的加速度振动信号进行时域和频域分析,从而对工作中液力偶合器传动装置箱体上各个位置的振动情况进行定性和定量的判断。 综上可述,本文采用流固耦合数值模拟和实验研究的方法,对液力偶合器的流固耦合问题和振动特性做了较为系统的研究。本文的工作为液力偶合器在流固耦合作用下的流场特性预测、叶轮结构动力学计算及结构振动特性预测提供依据,对大功率液力偶合器产品的设计具有一定的指导意义。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH137.331

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王振;乔雪涛;刘忠明;;大型齿轮调速装置研究现状与关键技术分析[J];机械传动;2012年12期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 魏巍;闫清东;朱颜;;液力变矩器叶片流固耦合强度分析[J];兵工学报;2008年10期
2 闫清东;刘树成;姚寿文;李晋;;大功率液力变矩器叶轮强度有限元分析[J];兵工学报;2011年02期
3 王峰;闫清东;王书灵;;基于CFD和FEA的液力减速器叶片强度分析[J];北京理工大学学报;2006年12期
4 汪学锋;李锋;周炜;冷文浩;汤家力;;流固耦合网格插值方法研究[J];船舶力学;2009年04期
5 夏焕文;张景香;;液力偶合器强度及轴向力分析[J];测试技术学报;1996年02期
6 谷朝红,姚熊亮,陈起富;水轮机部件流固耦合振动特性研究[J];大电机技术;2001年06期
7 崔明;;液力偶合器泵轮短叶片断裂原因及处理[J];电力科学与工程;2009年01期
8 李娅娜;邵万珍;兆文忠;;YOT_(CHP) 465调速型液力偶合器叶轮强度的有限元分析[J];大连交通大学学报;2007年02期
9 彭海宇;杜俊明;;风机、泵类负载液力偶合器调速与变频调速节能对比[J];电气时代;2008年09期
10 胡大千,范宝印;液力耦合器的故障分析与处理[J];风机技术;2004年04期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 张德生;大功率阀控液力偶合器设计理论及关键技术研究[D];中国矿业大学;2011年
2 金琰;叶轮机械中若干气流激振问题的流固耦合数值研究[D];清华大学;2002年
3 何延东;基于CFD的大功率调速型液力偶合器设计[D];吉林大学;2009年
4 黎少辉;风机叶片流固耦合特性分析与故障诊断[D];中国矿业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李涛;车辆液力辅助起步与制动系统偶合器内流场特性研究[D];吉林大学;2011年
2 吕文亮;对转涡轮转子叶片流固耦合数值分析方法研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 李翠翠;液力偶合器的CAD及其动态特性的理论研究[D];南京航空航天大学;2010年
4 党小建;水轮机导叶流固耦合振动特性计算[D];西安理工大学;2004年
5 李雪松;车辆液力减速器三维流场分析与特性计算[D];吉林大学;2006年
6 曾强;压气机转子叶片流固耦合计算及软件集成研究[D];南京航空航天大学;2006年
7 陈雷;调速型液力偶合器智能化电液控制系统研究与开发[D];上海交通大学;2007年
8 吴开府;液力偶合器流场数值模拟及其分离流动控制研究[D];吉林大学;2007年
9 姚子生;液力偶合器部分充液两相流动数值模拟与分析[D];吉林大学;2008年
10 邵伟强;基于弱耦合的轴流式水轮机三维数值模拟[D];西安理工大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谭成冬,王元清,石永久,张勇;拱型波纹钢屋盖结构动力特性分析[J];四川建筑科学研究;2004年02期
2 高辉;赵金城;尚春雨;;地震作用下池壁厚度变化对水体晃动的影响[J];四川建筑科学研究;2007年05期
3 郝婷玥;陈贵清;;流固耦合作用下埋地管道的振动分析[J];四川建筑科学研究;2011年03期
4 马路;谢静静;;结构抗震混合试验技术中模态综合法的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年01期
5 梅艳仁;陈先成;刘海林;;叉车液力变矩器传动损失分析[J];安徽科技;2010年06期
6 薛惠芳;王游;;基于ANSYS的平面闸门流固耦合振动特性的有限元分析[J];安徽农业科学;2012年08期
7 刘春孝;王海燕;;液力耦合器的轴向力及实用计算[J];安阳工学院学报;2008年02期
8 栗瑞红;徐莉萍;;数控深孔镗床三位换档油缸的换档设计分析[J];安阳工学院学报;2009年02期
9 方绪文,唐洁影,黄庆安;微加工悬臂梁在横向冲击下的响应分析[J];半导体学报;2005年02期
10 魏巍;闫清东;朱颜;;液力变矩器叶片流固耦合强度分析[J];兵工学报;2008年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 丁晓唐;刘广;蒋勇;;势流体和Housner模型动力研究比较[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
2 石久胜;王浩;崔玖力;;热水供热管网分支用户极限流速的探讨——吉林省教育厅资助项目[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
3 竺一峰;唐友刚;;自升式平台桩腿强度及自振特性分析[A];纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集[C];2011年
4 刘建军;刘先贵;胡雅衽;张盛宗;;低渗裂缝性砂岩油藏流固耦合分析[A];自然、工业与流动——第六届全国流体力学学术会议论文集[C];2001年
5 杜颖;贾启芬;刘习军;;液固耦合中的若干力学问题[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2003年
6 徐敏;安效明;陈士橹;;一种CFD/CSD耦合计算方法[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(上册)[C];2004年
7 李贵三;张伟;魏伟;汪冰;席平原;;200MW汽轮发电机组低频振动的试验分析[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
8 赵静一;马玉良;王智勇;;新型液力变矩器性能试验台设计[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
9 王霞;;支推滑动球轴承在非刚性连接下的转子-支承系统振动特性分析[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
10 赵宇波;陈宁宁;李向群;;应用FEPG与FLUENT求解流固耦合问题的基本技术[A];第四届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王文全;薄壁结构流固耦合数值模拟及计算方法研究[D];昆明理工大学;2008年
2 单光坤;兆瓦级风电机组状态监测及故障诊断研究[D];沈阳工业大学;2011年
3 陈志勇;轻型车驾驶室液压悬置性能匹配研究[D];吉林大学;2011年
4 王雪莲;80型轮式装载机动力系统工程特性研究[D];吉林大学;2011年
5 李凯;基于声强可视化的船舶结构声振能量特性研究[D];大连理工大学;2011年
6 张营川;筒型和翼型结构旋涡发放问题的数值仿真研究[D];大连理工大学;2011年
7 沈纪苹;海洋顺应式结构的非线性动力响应分析[D];上海大学;2011年
8 姚曙光;铁路重载货车结构分析方法研究[D];中南大学;2010年
9 鲁刚;颅内动脉瘤的血流动力学分析[D];复旦大学;2011年
10 郑绵彬;多场耦合作用下双层复合壳的损伤模型与可靠性研究[D];华南理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张伟杰;高层建筑和高耸结构的简化动力分析[D];河南理工大学;2010年
2 徐朋;金属带式液粘传动装置在带式输送机功率平衡中的研究与应用[D];山东科技大学;2010年
3 宁小文;二阶弹塑性分析在钢结构抗震设计中的应用研究[D];安徽农业大学;2010年
4 杨国朝;基于CFD的C5000变矩器内部流场分析[D];郑州大学;2010年
5 樊碧波;基于全矢谱的故障预测关键技术研究[D];郑州大学;2010年
6 易昌;采油中心的设计与动力学分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 赵利华;旋转机械故障机理与轴心轨迹识别方法研究[D];大连理工大学;2010年
8 施卫华;浸水结构动力特性与声辐射特性研究[D];大连理工大学;2010年
9 张日红;考虑晃荡影响的船舶结构碰撞性能研究[D];大连理工大学;2010年
10 李春雪;基于ADAMS的岸边集装箱起重机拉杆系统动力学仿真与分析[D];辽宁工程技术大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李娅娜;邵万珍;兆文忠;;YOT_(CHP) 465调速型液力偶合器叶轮强度的有限元分析[J];大连交通大学学报;2007年02期
2 薛殿君,孙瑞琨;液力传动试验台简介[J];工程机械;1984年05期
3 邵万珍;调速型液力偶合器运行效率计算及节能分析[J];节能;2005年09期
4 韩东劲;调速型液力偶合器叶轮强度的有限元分析[J];煤矿机电;2001年06期
5 马文星;何延东;刘春宝;;液力传动研究现状分析与展望[J];农业机械学报;2008年07期
6 侯继海;郭凯;贾明;毛玲;张立勇;王振;王征兵;张志宏;李纪强;;大功率齿轮调速装置转子动平衡精度及计算方法探讨[J];机械传动;2012年10期
7 杨乃乔;5500kW液力偶合器鉴定简讯[J];起重运输机械;1988年02期
8 金多文;朱华发;;YOT51系列调速型液力偶合器试制介绍[J];上海电力;1994年02期
9 汪贞静;;12.5万千瓦机组锅炉给水泵液力偶合器[J];电力修造技术;1981年03期
10 杨乃乔;严纯伟;;新型调速型液力偶合器[J];液压气动与密封;2010年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 何延东;基于CFD的大功率调速型液力偶合器设计[D];吉林大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘春孝;王海燕;;液力耦合器的轴向力及实用计算[J];安阳工学院学报;2008年02期
2 唐富杰;刘如平;杨虎;;模糊控制在结晶器液位控制中的应用[J];包钢科技;2009年02期
3 阎清东,项昌乐;液力变矩器循环圆和叶片的计算机辅助设计[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1995年01期
4 时军,过学迅;车用液力减速制动器的现状与发展趋势[J];车辆与动力技术;2001年04期
5 魏巍;闫清东;朱颜;;液力变矩器叶片流固耦合强度分析[J];兵工学报;2008年10期
6 秦飞;陈立明;;失调叶片-轮盘系统耦合振动分析[J];北京工业大学学报;2007年02期
7 杨晓东 ,唐智明 ,周盛;预测叶片失速颤振的一种半激盘方法[J];北京航空学院学报;1986年04期
8 刘文阁 ,冯毓诚;对经验法预测叶片失速颤振的分析及叶片颤振数据库的建立[J];北京航空学院学报;1986年04期
9 孟越;李琳;李其汉;;尾流激振情况下叶片强迫响应瞬态分析方法[J];北京航空航天大学学报;2006年06期
10 闫清东;魏巍;彭靖;;液力变矩器的宽度比敏感性数值研究[J];北京理工大学学报;2006年05期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周凌九;水轮机转轮流场计算及性能预测[D];中国农业大学;2000年
2 唐向阳;纯水液压试验系统的设计及动态特性研究[D];昆明理工大学;2001年
3 王少波;混流式水轮机转轮动力特性分析及综合优化设计[D];机械科学研究院;2003年
4 金琰;叶轮机械中若干气流激振问题的流固耦合数值研究[D];清华大学;2002年
5 田华;液力变矩器现代设计理论的研究[D];吉林大学;2005年
6 弓永军;纯水液压控制阀关键技术研究[D];浙江大学;2005年
7 刘胜柱;水轮机内部流动分析与性能优化研究[D];西安理工大学;2005年
8 牟介刚;离心泵现代设计方法研究和工程实现[D];浙江大学;2005年
9 毛君;刮板输送机动力学行为分析与控制理论研究[D];辽宁工程技术大学;2006年
10 郑小波;水轮机过流部件的优化设计和振动特性分析[D];西安理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 贺梅;混流式机组水力振动研究与破坏原因分析[D];西安理工大学;2000年
2 韩乾国;模糊控制技术在绿色食品保鲜方面的应用研究[D];电子科技大学;2000年
3 刘永宾;水轮机叶片的动应力研究[D];西安理工大学;2002年
4 徐勇;基于单片机控制的电液式振动台伺服控制器的研制[D];重庆大学;2002年
5 邵雄飞;旋流板塔内两相流场的CFD模拟与分析[D];浙江大学;2004年
6 齐迎春;数值模拟技术在液力变矩器流场分析中的应用[D];吉林大学;2004年
7 王清松;液力传动元件流场实验及流动图像判读系统研究[D];吉林大学;2004年
8 周帼彦;螺旋片导流式分离器气液两相流的数值模拟与试验研究[D];南京工业大学;2003年
9 伍晓芳;空调用多翼离心风机现代设计的CAD/CFD研究[D];华中科技大学;2004年
10 邬海军;水轮机叶片三维有限元刚强度与振动特性研究[D];西安理工大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王春和;;多柔传动系统中解决齿轮同步问题的一种方法[J];北方工业大学学报;1988年02期
2 曹显达,李明;YOX500A型液力偶合器的特性及其模拟试验[J];起重运输机械;1989年11期
3 孟宪双;赵雷;王春伟;;液力偶合器的五种典型故障[J];工程机械与维修;2009年07期
4 吕桂荣;;调速液力偶合器在立窑鼓风机上的应用[J];节能;1992年06期
5 潘志勇;;液力偶合器新型密封材料的研究[J];起重运输机械;2008年08期
6 刘建军;;ZT·TQ3~5吨塔机液力偶合器的改进[J];建筑机械化;1986年10期
7 ;YDT系列调速液力偶合器[J];船艇;1987年06期
8 谢让皋,王志荣;无辅室限矩型液力偶合器的试验研究[J];内燃机车;1989年12期
9 刘应诚;;限矩型液力偶合器的应用与节能[J];机械制造;1990年09期
10 韩东劲;冒维鹏;;调速型液力偶合器系统设计方法[J];煤矿机电;2006年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 臧冰梅;康博;施宇红;;液力偶合器调速的特点与缺点[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
2 符大利;;福伊特技术在黄陵一号煤矿的应用和改进[A];安全高效矿井机电装备及信息化技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
3 杨金福;陈策;韩东江;;高速旋转机械轴系耦合调频技术的研究[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年
4 马彬;李贤徽;;基于状态空间方法的水下结构模态分析[A];第十一届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2007年
5 关淑萍;张燎军;王大胜;;考虑流固耦合的U型结构振动特性[A];首届全国水工抗震防灾学术会议论文集[C];2006年
6 巨建民;张敏;;桥墩与河水流固耦合振动分析[A];中国交通土建工程学术论文集(2006)[C];2006年
7 张善智;闫云聚;崔盼礼;;导弹跨音速飞行结构动态响应数值模拟研究[A];随机振动理论与应用新进展——第六届全国随机振动理论与应用学术会议论文摘要集[C];2008年
8 刘习军;王大钧;陈予恕;;奇异的高阶自激振动现象分析[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
9 闫民;尹建业;孙宝平;方俊;;颗粒流体力学方法(GHM)介绍[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
10 王士召;何国威;张星;;柔性体涡诱导振荡的流固耦合模拟[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 蒋冬青 陈晖;球磨机节能好帮手——液力偶合器[N];中国建材报;2001年
2 江西 陶波;调速型液力偶合器在2000kW布袋除尘风机上的节点应用[N];电子报;2010年
3 山西焦煤集团西山煤矿总公司杜儿坪矿 张秀丽;软启动开关在生产设备中的推广应用[N];山西科技报;2004年
4 刘炼;唐钢炼铁厂3项科技创新成果获国家专利[N];世界金属导报;2009年
5 ;中心传动球磨机的结构特点(一)[N];中国黄金报;2000年
6 李焦明;风机调速技术的应用[N];中国建材报;2001年
7 邹开强 李波;石壕矿科技助推企业“二次创业”[N];经理日报;2008年
8 刘浩宇 西山晋兴能源有限责任公司;带式输送机软起动方式选择[N];科学导报;2009年
9 尔庄;2003年度液气密优秀新产品出台[N];中国工业报;2003年
10 记者 黄琳 刘佳;全省1.5万个小企业破茧而出[N];辽宁日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 卢秀泉;调速型液力偶合器流固耦合与振动特性研究[D];吉林大学;2012年
2 孙士丽;具有自由液面效应的高频流固耦合问题[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 李勇;考虑流固耦合效应的整体压裂数值模拟研究[D];西南石油学院;2004年
4 王文全;薄壁结构流固耦合数值模拟及计算方法研究[D];昆明理工大学;2008年
5 王忠;坝库相互作用及抗震技术研究[D];四川大学;2001年
6 孙波;大功率调速型液力偶合器轴向力研究[D];吉林大学;2011年
7 金琰;叶轮机械中若干气流激振问题的流固耦合数值研究[D];清华大学;2002年
8 周志军;低渗透储层流固耦合渗流理论及应用研究[D];大庆石油学院;2003年
9 李光泉;疏松砂岩油藏流固耦合流动模拟与剩余油分布研究[D];西南石油学院;2004年
10 黎水泉;弹脆塑性双重孔隙介质油藏流固耦合数值模拟[D];清华大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王永权;液力偶合器叶轮与流体的流固耦合模拟与分析[D];吉林大学;2009年
2 张健;船用液力偶合器及其控制系统的建模与仿真研究[D];上海交通大学;2010年
3 侯天柱;液力偶合器流场仿真分析方法及其力矩系数研究[D];中国舰船研究院;2011年
4 李翠翠;液力偶合器的CAD及其动态特性的理论研究[D];南京航空航天大学;2010年
5 党小建;水轮机导叶流固耦合振动特性计算[D];西安理工大学;2004年
6 吉小艳;弧形钢闸门主框架动力稳定性的研究[D];西北农林科技大学;2004年
7 吴忆峰;基于传声损失的双层隔声窗结构参数的优化设计与分析[D];汕头大学;2005年
8 王波;撬装式自动混浆系统研究[D];西南石油学院;2004年
9 陆春华;液饱和多孔介质动力响应的弹塑性有限元分析[D];重庆大学;2004年
10 曹明;流固耦合下压力管道动态断裂数值分析[D];浙江大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026