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水基液三螺杆泵动态数值分析及优化

水基液三螺杆泵动态数值分析及优化

作者：宿行轩大连海事大学

学位级别：硕士

三螺杆泵作为一种高精密容积式泵,具有压力脉动小、噪声低、效率高、结构紧凑、可逆向旋转等特点。近二十年来,水基液压液的需求量大幅提升,采用三螺杆泵为水基液压系统提供动力,成为了三螺杆泵未来的研究方向之一。水基液压液的特性与... 详细信息

三螺杆泵作为一种高精密容积式泵,具有压力脉动小、噪声低、效率高、结构紧凑、可逆向旋转等特点。近二十年来,水基液压液的需求量大幅提升,采用三螺杆泵为水基液压系统提供动力,成为了三螺杆泵未来的研究方向之一。水基液压液的特性与矿物液压油存有差异,会导致泵泄露增加、振动增大、出现异响等问题。由于三螺杆泵内部结构复杂、泵性能影响因素较多、并存在各个参数间的交互作用,难以用数学解析模型精确表达各参数与泵性能的关系。目前三螺杆泵的设计通常沿用过去试验得出的经验公式,对于水基液三螺杆泵其设计结果与实际结果往往偏差较大。因此,本文基于动态数值分析方法,对三螺杆泵工作参数对输送水基液压液性能的影响、空化问题、泵衬套受力等进行了系统研究,并对水基液三螺杆泵的最优效率工作参数进行了分析和优化。通过对三螺杆泵结构,端面型线分析,建立三螺杆泵虚拟样机,提取三螺杆泵内部流道。经过实验分析得出水基液压液的粘温特性以及三螺杆泵主从螺杆、衬套材料在水基液压液中的耐腐蚀性。对螺杆泵内部复杂的流道进行结构化六面体网格划分,各计算域进行交互面的创建,通过对旋转坐标系静态网格法、自适应动网格法以及静态网格重构法的对比分析,与实际工况相同的边界条件设置,实现三螺杆泵的动态数值分析。利用CFD分析方法,对水基液三螺杆泵的内部流场特性进行了分析,对三螺杆泵流量、泄露量、主从螺杆受力和扭矩进行求解。对比分析了 32号液压油与水基液压液的流量和螺杆所受扭矩随温度的变化关系,并且分析了泵进、出口压力及螺杆转速对空化现象的影响,确定了水基液三螺杆泵的允许吸上高度,同时搭建试验台对仿真模型进行对比分析及校正。从而验证动态数值分析模型的正确性。运用静态分析方法分析了螺杆衬套所受最大应力与发生最大应力的位置,为螺杆与衬套摩擦磨损试验提供了理论依据。通过极差分析,筛选出对泵流量与泵效率影响最大的5个设计因素,基于Box-Behnken设计理论,采用最小二乘法拟合出各因素与泵流量、泵效率的二次回归模型,并建立了以额定出口压力与泵输出流量为约束下的最优效率模型,探究了不同间隙下泵最优效率随温度变化关系,求解出水基液三螺杆泵最优工作参数。通过优化后参数模型与泵原参数模型工作特性的对比,验证了优化后结果的优越性。

关键词：计算流体动力学动态数值分析空化特性水基液三螺杆泵响应面分析

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PG-PL型调速器动态过程的数值分析

机械制造与自动化 2004年第6期33卷 112-116页

作者：黄庆宏侯小刚南京师范大学动力工程学院江苏南京210042

针对美国伍德华特(Woodward)公司生产的PG-PL型调速器,首先建立了它的动态方程,然后进行了动态数值分析,最后对动态方程各参数的优化计算,推导出一组合理的参数,并将各个参数对调节过程的动态特性进行了分析。论文结果对调速器的设计与... 详细信息

针对美国伍德华特(Woodward)公司生产的PG-PL型调速器,首先建立了它的动态方程,然后进行了动态数值分析,最后对动态方程各参数的优化计算,推导出一组合理的参数,并将各个参数对调节过程的动态特性进行了分析。论文结果对调速器的设计与数值仿真具有指导意义。

关键词： PG-PL调速器动态数值分析仿真

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PG-PL型调速器动态过程的数值分析

南京师范大学学报（工程技术版） 2005年第1期5卷 20-24页

作者：黄庆宏侯小刚南京师范大学动力工程学院江苏南京210042

针对美国伍德华特(Woodward)公司生产的PG PL型调速器,先建立其动态方程,再进行动态数值分析.对微分数学方程,没有采用传统的拉普拉斯变换的方式,而是直接采用将微分形式简化成一维差分的形式,然后再进行迭代计算,将方程组的计... 详细信息

针对美国伍德华特(Woodward)公司生产的PG PL型调速器,先建立其动态方程,再进行动态数值分析.对微分数学方程,没有采用传统的拉普拉斯变换的方式,而是直接采用将微分形式简化成一维差分的形式,然后再进行迭代计算,将方程组的计算过程就视为调速器的动态过程.通过对动态方程各参数的优化计算,推导出一组合理的参数,并将每个参数对调节过程动态特性的影响进行了分析.论文结果对调速器的设计与数值仿真具有意义.

关键词： PG-PL调速器动态数值分析仿真

土石坝的动态反应:离心机模型试验与数值模拟

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岩石力学与工程学报 2007年第1期26卷 1-14页

作者：吴俊贤倪至宽高汉棪台北科技大学土木与防灾所美国科罗拉多大学环境与建筑工程所美国博得80309

为评估LIQCA程序是否能合理分析台湾仁义潭土石坝在地震时的反应,进行3个土石坝离心机模型试验,并对相同的土石坝与振动历时进行LIQCA动态数值分析。通过动态数值分析与离心机模型试验结果,探讨土石坝受震时超孔隙水压力的激增以及土体... 详细信息

为评估LIQCA程序是否能合理分析台湾仁义潭土石坝在地震时的反应,进行3个土石坝离心机模型试验,并对相同的土石坝与振动历时进行LIQCA动态数值分析。通过动态数值分析与离心机模型试验结果,探讨土石坝受震时超孔隙水压力的激增以及土体加速度在坝体不同填土区的变化,并评估LIQCA程序耦合在仿真土石坝受震时的可靠性。

关键词：数值模拟土石坝地震离心机模型动态数值分析

新型随动变桨小型垂直轴风力机的技术开发与研究

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新型随动变桨小型垂直轴风力机的技术开发与研究

作者：彭伟西南科技大学

学位级别：硕士

随着全球能源危机的爆发,风能在众多新能源中凭借其高效、清洁的特点受到了各国的高度重视。基于开发风能资源在改善能源结构中的重要意义,本论文的主要目的是研究与开发一种垂直轴风力机的随动变桨技术,希望通过此技术使风力机的风能... 详细信息

随着全球能源危机的爆发,风能在众多新能源中凭借其高效、清洁的特点受到了各国的高度重视。基于开发风能资源在改善能源结构中的重要意义,本论文的主要目的是研究与开发一种垂直轴风力机的随动变桨技术,希望通过此技术使风力机的风能利用率提高。此变桨技术的基本原理是风力机不需要添加任何外加装置或动力的情况下,利用风力机主轴的旋转带动叶片的自转实现风力机叶片变桨。论文首先通过数值分析的方法对新型随动变桨垂直轴风力机的可行性进行了研究,计算结果显示:该风力机的转矩系数均高于传统垂直轴风力机和理想直叶片垂直轴风力机,说明该风力机可有效的增加风力机叶片所产生的力矩,对提高风能利用率是可行的;其次对其气动性能进行了研究,通过研究发现,其最大功率系数可以达到0.324,这相对于传统的垂直轴风力机而言,风能利用系数提高了20%左右,表明该风力机在气动性能方面具有一定的优势;然后对其力学模型的输出轴功率值进行了理论分析,得到了此类型的风力机输出轴功率与来流风的风向角、转臂旋转角速度、转臂半径、风速以及风力机叶片的面积变化关系式。最后在研究的基础之上,完成了新型随动变桨小型垂直轴风力机的结构设计与样机加工工作,为该类型风力发电机的定性设计和商品生产提供了相应的理论依据和设计思路。

关键词：随动变桨可行性分析理论分析动态数值分析结构设计