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机油泵CFD/CAE数值模拟及试验研究
| 论文题名： | 机油泵CFD/CAE数值模拟及试验研究 |
| 关键词： | 机油泵;计算流体力学;数值模拟;动力学分析;发动机;润滑 |
| 摘要： | 内接齿轮式机油泵由泵体、泵盖和齿轮组成，广泛应用于发动机润滑系统。近年来，随着计算流体力学(CFD)和有限元技术的发展，从研究机油泵内部流动机理出发，使用数值仿真结果来指导泵的设计已经成为可能。正是基于这样的背景，本文应用CFD软件FLUENT和CAE软件ANSYS/LS-DYNA对机油泵的内部流动特性及齿轮的接触应力进行了深入研究，为机油泵设计提供了新的方法。 本文主要作了以下几方面工作：综述计算流体力学的概念、研究内容、发展趋势以及各种通用CFD软件。掌握计算流体力学即CFD软件在流体机械中的应用情况，指出其在机油泵设计中的优势。 详细分析与本文研究相关的雷诺时均方程、标准k-ε模型、SIMPLE计算方法、非结构网格技术、边界条件以及所用到的几何建模方法。 应用PRO/E和GAMBIT软件对机油泵进行几何建模并划分网格，应用FLUENT软件模拟多种工况下机油泵出口部分的三维湍流流动，得到详尽的三维湍流场的分析结果，包括压力分布图、速度矢量分布图等。完成对机油泵的台架试验，将数值模拟得到的机油泵性能特性曲线与试验特性曲线进行比较，从而验证仿真结果的正确性。仿真模拟结果要能够反映机油泵在设计工况的流动性能和特殊流动现象。同时，本文也对影响机油泵容积效率和噪声的因素进行探讨，为提高其效率，降低噪声，改善工作性能提出改进措施。 另外，本文在掌握弹性动力学有关接触碰撞基础理论和计算方法的基础上，应用ANSYS/LS-DYNA软件对内外齿轮的接触应力进行仿真计算，得到齿轮运动时应力分布情况，找到容易产生应力集中和机械疲劳损伤的关键部位，结合理论计算结果，为机油泵结构的优化设计提供参考依据。 |
| 作者： | 董喜俊 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 龚金科 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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