织构化配流副动压支承与磨粒磨损运移机理研究

摘要

双配流副的润滑状态与摩擦磨损条件是双盘配流式径向柱塞泵工况优劣的重要影响因素。恰当的表面织构可以有效地减摩降噪，因此本文将表面织构技术引入了双盘配流式径向柱塞泵配流副的研究。以织构减摩降噪为出发点，研究了织构对动压支承的影响、磨粒磨损模型建立以及配流间隙及织构空间内磨粒磨损与运移的机理，本论文的主要内容如下： 第一章，简述了新型液压蓄能式风力机组和双盘配流式径向柱塞泵的原理和主要优势；介绍了表面织构技术的国内外研究现状，并分析了织构减摩的机理；引入了织构化配流副的磨粒磨损，简述了磨粒磨损的国内外研究现状。 第二章，以织构化配流副二维简化模型为研究对象，研究了织构形状、深径比、数量以及织构的富集、复合效应对动压支承的影响，揭示了文中所示工况下织构空间的最佳深径比和织构的耦合机理。 第三章，分析了研究磨粒磨损的重要性，建立了球形、圆锥形和圆台形磨粒磨损的数学模型，得到了磨粒磨损的磨损率和摩擦因数与对应磨粒尺寸、形状及数量等参数之间的关系；并对磨粒在配流间隙及织构空间内运移受力进行了详细分析。 第四章，针对磨粒运移特性，建立了磨粒在配流间隙及织构空间内运移的二维耦合模型，分析了不同形状、数量、大小磨粒在不同形状、数量、深度织构空间内的运移特性；发现了磨粒在配流间隙及织构空间内的运移规律，并设计了织构化配流副磨粒磨损与运移可视化研究试验平台原理图，为液压元件微观可视化提供了新的思路。 在文中所设工况下，四种形状织构空间的动压效果依次为：半圆形>三角形>梯形>矩形。磨粒磨损率、摩擦因数与形状、数量、半径等有关，不同形状磨粒在不同织构空间内运移都呈抛物线状，磨粒在配流间隙及织构空间内运移有旋转和波动现象；磨粒的运移特性与磨粒和织构空间的形状、数量等有关，并且织构空间可以有效地吸纳磨粒，降低磨粒磨损的程度。

目录

声明

第一章 绪论

1.1课题的研究背景、意义

1.2微观表面织构技术国内外研究现状

1.3磨粒磨损国内外研究现状

1.4研究内容和研究方法

1.5创新点

1.6本章小结

第二章 几何参数对织构化配流副动压支承的影响机理

2.1 织构化配流副简化模型和计算条件

2.2 织构对动压支承的影响研究

2.3 织构几何参数对动压支承的影响研究

2.3.1 矩形织构不同深径比对动压支承的影响

2.3.2 三角形织构不同深径比对动压支承的影响

2.3.3 半圆形织构不同深径比对动压支承的影响

2.3.4 梯形织构不同深径比对动压支承的影响

2.3.5 四种不同形状织构对动压支承的对比分析

2.4织构富集效应对动压支承的影响研究

2.5织构复合效应对动压支承的影响研究

2.6 本章小结

第三章 磨粒磨损的数学建模及受力分析

3.1磨粒磨损的数学建模

3.1.1球形磨粒磨损模型

3.1.2圆锥形磨粒磨损模型

3.1.3圆台磨粒磨损模型

3.2磨粒运移受力分析

3.3本章小结

第四章 织构化配流副中磨粒的运移研究

4.1数值研究方法

4.2 COMSOL Mutiphysics简介

4.3 计算模型及条件

4.3.1计算模型

4.3.2网格划分

4.3.3计算条件

4.3.4边界条件

4.4单个正方形磨粒的计算结果及分析

4.5 四种磨粒形状对运移规律的影响

4.6不同边长正方形磨粒对运移规律的影响

4.7 不同数量磨粒在同一织构空间的运移特性

4.8不同织构空间形状对磨粒运移规律的影响

4.9不同织构深度对磨粒运移规律的影响

4.10不同数量织构空间对磨粒运移规律的影响

4.11织构化配流副磨粒磨损与运移可视化实验平台的设计思路

4.12本章小结

总结与展望

1.总结

2.展望

参考文献

致谢

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