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罐式汽车液体晃动力学及其抑制研究
| 论文题名： | 罐式汽车液体晃动力学及其抑制研究 |
| 关键词： | 充液系统动力学;罐式汽车;液体晃动;数值模拟 |
| 摘要： | 充液系统动力学在实际工程结构分析中得到广泛应用,尤其液体晃动及其抑制问题,是当前国际上研究的的前沿课题。液体晃动是一种复杂的、强非线性问题,而非满载液体货物的汽车方向稳定极限比那些常规运载刚性货物的汽车方向稳定极限要低,这是因为罐式汽车在操作转向盘时,罐体内液体受惯性力作用而产生大幅晃动,使得汽车系统也产生一个相当大的动态载荷变化,从而影响到汽车的方向稳定性,使之处于恶劣工况。一旦罐式汽车运载危险品时,这无疑会给公路交通安全和环境污染带来难以估计的风险。 多年来,液体晃动的研究取得了丰富的理论和实验成果。鉴于理论研究进行了模型的简化而实验研究费用又十分高昂,本文利用VOF数值方法实现了罐式汽车在制动、转向时,罐体内液体晃动时的动态模拟,并在此基础上进行了罐式汽车液体晃动力学及其抑制的研究。 首先,针对所研究的罐车车型进行实车测绘,得出必要的尺寸参数,并绘画出AutoCAD二维草图,包括罐车侧视图、后视图以及隔舱板、防波板等重要部件的设计图；接着在CATIA中构建三维罐车“固.液”模型,并将模型导入Gambit中设定边界条件并生成网格,再将网格文件导入Fluent进行液体晃动数值计算。其次,在充液动力学方程的基础上,本文给出了充液系统和液体晃动的数学模型,并利用VOF数值方法建立带有自由液面的粘性液体晃动的计算模型,仿真结果表明,在罐式汽车制动、转向时,罐体内液体晃动受到不同加速度、不同充液比以及有、无防波板的影响,并引起液体对罐体壁冲击力大小和液体重心位置的不断变化,从而使得罐式汽车整车的载荷分布大幅变化而影响汽车行驶稳定性。 最后,结合有关罐车稳定性试验研究,本文对罐体中液体晃动和晃动抑制进行数值分析对比,结果表明设置防波板抑制液体晃动效果明显。 |
| 作者： | 王先锋 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 田晋跃 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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