变量式液压泵流场仿真方法及快速变型设计技术研究

摘要

在变量泵产品的开发设计过程中，采用基于Pro/E二次开发技术的快速变型设计方法可以提高产品的设计质量和设计效率,缩短研发周期，提高企业竞争力。本论文以变量式液压泵为对象，通过流场仿真技术，对变量泵流体域进行了模拟仿真，优化了变量泵的工作性能参数，对变量泵产品的参数驱动与数据库驱动的快速变型设计方法进行了研究，围绕快速变型设计中的设计重用技术、参数传递方法、尺寸约束冲突检测等关键技术进行了较为深入系统的研究。 应用Pumplinx泵阀类专业仿真软件，对变量泵流体域进行了流场仿真分析。针对变量泵工作状态下泵内部的压力波动问题以及泵的空化现象进行了仿真计算，通过分析造成空化现象的主要因素，对变量泵关键参数进行了优化，流场仿真计算弥补了变量泵在设计中的不足。 基于变量泵的参数化模型，采用Pro/Toolkit与Pro/Program相结合的方式实现了变量泵的快速变型设计，较大地缩减了代码的编写量。通过手动输入参数与读取数据库参数两种驱动方式实现了变量泵的快速变型设计，提高了变型设计效率；通过引入重用库技术，使用基于JLBM-1编码系统的柔性编码方法对变型设计中的可重用零件进行了编码，实现了变量泵快速变型设计中的零件重用。 尺寸的约束处理是变型设计中的关键步骤，本文通过装配体的装配关系分析了模型中参数的传递过程，依据尺寸约束优先级的策略，制定了产品尺寸约束网络；依照尺寸约束网络以及尺寸约束优先级对模型中可能存在的约束冲突进行了检测和消解。 本文研究的变量式液压泵流场仿真计算方法与快速变型设计技术为提高变量式液压泵的设计质量和设计效率、增强产品竞争力提供了方法与技术支撑。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 变量泵的研究现状及发展趋势

1.2.1 变量式叶片泵的研究现状

1.2.2 变量式柱塞泵的研究现状

1.3 快速变型设计的研究现状

1.4 研究内容与章节安排

第二章 理论与技术基础

2.1.1 计算流体动力学简介

2.1.2 湍流模型简介

2.1.3 Pumplinx软件简介

2.2.1 参数化设计方法

2.2.2 数据库访问技术

2.3 Pro/E二次开发介绍

2.3.1 Pro/E二次开发工具

2.3.2 Pro/E二次开发关键技术

2.4 本章小结

第三章 变量泵流场仿真方法研究

3.1 变量泵流量计算

3.1.1 变量式叶片泵流量分析

3.1.2 变量式柱塞泵流量分析

3.2.1 变量式叶片泵工况性能分析

3.2.2 几何模型的导入

3.2.3 网格划分

3.2.4 边界条件设置

3.2.5 变量式柱塞泵网格划分

3.3.1 Pumplinx动画仿真结果

3.3.2 压力波动分析

3.4.1 空化特性分析

3.4.2 变量泵空化的影响因素

3.5 本章小结

第四章 Pro/Toolkit与Pro/Program相结合的快速变型设计方法

4.1.1 Pro/Program工作方式

4.1.2 参数化设计技术在Pro/Program开发中的应用

4.1.3 针对零件的Pro/Program参数化设计

4.1.4 针对装配体的Pro/Program参数化设计

4.2 应用Pro/Toolkit的二次开发

4.2.1 Pro/Toolkit工作方式的选择

4.2.2 添加菜单栏及对话框

4.3.1 自顶向下的设计方法

4.3.2 构建产品模型结构树

4.4 本章小结

第五章 数据库驱动的变量泵快速变型设计方法

5.1 变量泵结构件数据库的建立

5.1.1 模型数据库的构成

5.1.2 数据库表的建立

5.1.3 数据库的开发

5.2 重用库的设计

5.2.1 零件信息描述

5.2.2 零件分类系统

5.2.3 零件分类编码实例

5.3 相似零件的检索

5.3.1 零件相似性系数的计算

5.3.2 检索相似零件

5.4 数据库驱动的变量泵快速变型设计实例

5.5 本章小结

第六章 变型设计中的参数传递及尺寸约束处理

6.1 变型设计中的参数传递

6.1.1 基于装配关系的参数传递

6.1.2 模块间的参数传递

6.2 变量式柱塞泵参数传递分析

6.3.1 零件尺寸约束处理方法

6.3.2 尺寸约束网络

6.3.3 Pro/E中多级零部件尺寸约束关系传递

6.4.1 尺寸传递冲突

6.4.2 约束冲突检测

6.4.3 约束冲突消解

6.5 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 论文总结

7.2 展望

致谢

参考文献