液力緩速器流場仿真及有限元分析.pdf

1、液力緩速器是應用最廣泛的一種車輛輔助制動裝置，利用動輪旋轉(zhuǎn)帶動內(nèi)部油液流動，然后沖擊定輪葉片，靠油液反作用力產(chǎn)生制動力矩，使車輛減速。本文基于CFD和FEA平臺，利用VB、CATIA、ICEM-CFD、FLUENT、MATLAB、ANSYS等專業(yè)軟件，對滿充液條件下的液力緩速器內(nèi)流場進行了仿真分析，獲得了工作腔內(nèi)部油液的流動規(guī)律以及壓力場和速度場的分布情況。并分析了液力緩速器動輪和定輪的強度和模態(tài)。基本上建立了一整套液力緩速器流場分析和

2、有限元分析方法。這對自主研發(fā)生產(chǎn)液力緩速器的有一定的指導作用。
　　 論文介紹了液力緩速器在國內(nèi)外的發(fā)展應用情況、優(yōu)缺點及其今后的發(fā)展趨勢，闡述了液力緩速器的基本工作原理和組成部分。
　　 為了實現(xiàn)液力緩速器參數(shù)化建模，將液力緩速器的循環(huán)圓直徑、葉片數(shù)目、厚度和傾角作為可變參數(shù)，利用CATIA中的Automation API的二次開發(fā)功能，通過編寫VB的宏命令來驅(qū)動CATIA生成液力緩速器動輪和定輪模型。對模型進行一定的

3、簡化，抽取液力緩速器周期流道模型以進行內(nèi)流場分析，抽取有限元模型以進行強度和模態(tài)分析。
　　 將抽取好的流道模型導入到ICEM-CFD軟件中，利用映射法對動輪和定輪流道模型進行規(guī)則的六面體網(wǎng)格劃分。在FLUENT軟件中設置湍流模型為標準k-ε模型，速度-壓力耦合算法為SIMPLE算法，離散格式為一階迎風格式，使用標準的壁面函數(shù)。選擇滑移網(wǎng)格技術來模擬動輪和定輪之間的相對運動。進行迭代計算，當監(jiān)測值收斂后，將CFD計算得到的制動力

4、矩值和試驗值對比，驗證了三維流場計算的準確性。對動輪轉(zhuǎn)速為2000r/min工況下的壓力場、速度場進行了詳細分析。
　　 利用ANSYS讀取前面建立的三維模型，劃分網(wǎng)格得到有限元模型。由于流道模型和有限元模型的網(wǎng)格體系不同，需要利用MATLAB對CFD分析得到的葉片液壓力值進行插值處理，獲得ANSYS網(wǎng)格對應的節(jié)點力，施加精確的載荷數(shù)據(jù)。然后分別對液力緩速器動輪和定輪進行強度分析。采用Block Lanczos提取方法提取液力緩