倾转旋翼机减速器润滑系统性能研究与仿真平台开发

摘要

当大功率、高传动比的减速传动装置应用于重型机械、工程车辆及飞行器等重要装备时，润滑系统是一个必要组成部分。如本文讨论研究倾转旋翼机主减速器润滑系统，润滑性能在一定程度上会受到减速传动装置的运功状态和空间姿态的影响。本文进行倾转旋翼机减速器润滑系统性能仿真研究。建立倾转旋翼机减速器润滑系统模型，并在此基础上搭建工作性能仿真分析平台，获取倾转旋翼机减速器润滑系统各节点压力值和流量值的分布与变化规律，为倾转旋翼机减速器润滑系统的初步方案研究提供理论指导。
　　 本文首先探讨润滑系统流动计算的数学理论基础，分析了减速器的物理结构和其工作原理，从而帮助确定模型元件的选取。然后，建立了润滑系统主要液压元件的数学模型（包括：喷嘴、泵、管道、油箱等），同时研究了在空间姿态变化下的润滑系统的有关计算问题。在建模基础上展开了对润滑系统模型的稳态和瞬态仿真研究。稳态仿真分倾转旋翼机引擎舱无倾转、45度倾转以及0-90°连续倾转三种情况。仿真结果显示，在倾转时，系统流量、流速和压力等都所变化，其中以压力变化最为显著。但总体而言，这些变化并不影响润滑系统正常工作。然后，进行了瞬态仿真，分析了润滑系统阀门的开启、关闭过程以及阀门开、闭快慢对系统的影响，仿真结果显示阀门的开启、关闭将对润滑系统产生液压冲击效应，其中阀门关闭时的冲击影响大于开启时。最后分析了倾转对系统的瞬态响应，发现倾转中润滑系统的瞬态响应变化微小。同时建立润滑仿真模拟平台。仿真平台架构以Flowmaster为计算核心，通过COM组件和NET框架所提供的底层支持，将多个软件以及用户编制的程序集协同起来。利用Flowmaster的GUI自动化和分析自动化两个接口，仿真模拟平台实现了对Flowmaster仿真连接、控制、数据处理、数据动态显示、动画演示等等功能。最后进行液压系统的喷嘴喷射实验，考察喷嘴在不同喷射角度和不同供压条件下流量以及有效喷射距离的变化，将实验数据与配套模型的仿真结果比较，验证了润滑仿真建模方法、仿真算法的准确性和可靠性。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 课题来源

1.3 论文研究的目的、意义

1.3.1 研究目的

1.3.2 研究意义

1.4 润滑系统仿真研究现状

1.5 论文相关概念简介

1.5.1 倾转旋翼机

1.5.2 Flowmater流体仿真软件

1.5.3 Net框架与Visual Studio.Net环境

1.6 本章小结

第二章 PRGB润滑系统建模理论及模型构建

2.1 引言

2.2 PRGB润滑系统流动计算的理论基础

2.3 PRGB润滑系统工作原理及设计元素

2.4 PRGB润滑系统仿真模型的建立

2.4.1 PRGB润滑系统元件仿真数学模型

2.4.2 Flowmaster模型仿真的算法

2.5 空间姿态变化的润滑管路计算模型

2.5.1 旋转对润滑系统的静压强的影响

2.5.2 旋转惯性力作用下流动能量方程

第三章 PRGB润滑系统模型的稳态和瞬态仿真

3.1 Flowmaster仿真计算参数

3.1.1 元件模型参数

3.1.2 坐标系及飞行状态参数

3.1.3 环境参数和收敛边界条件

3.2 PRGB润滑系统稳念仿真

3.2.1 无倾斜时稳态仿真

3.2.2 倾斜时稳态仿真

3.2.3 倾转过程连续稳态仿真

3.3 PRGB润滑系统瞬态响应分析

3.3.1 阀门开启、关闭过程中瞬态响应

3.3.2 阀门开、闭快慢对瞬态响应的影响

3.3.3 倾转状态时系统的瞬态响应

3.4 本章小结

第四章 PRGB润滑系统仿真模拟平台构建

4.1 模拟平台架构分析

4.1.1 基于COM的GUI自动化

4.1.2 分析自动化

4.1.3 平台的构成

4.2 类、模块及其算法

4.2.1 连接模块

4.2.2 数据处理模块

4.2.3 图形类

4.3 用户界面设计

4.4 本章小结

第五章 液压系统喷嘴喷射实验

5.1 实验原理和内容

5.2 实验台架的建立

5.3 实验数据采集与分析

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果目录