四轮驱动汽车用液体粘性联轴器的仿真研究

摘要

液体粘性联轴器作为提升汽车性能的一项新技术，在四轮驱动汽车中得到了越来越广泛的应用。它不仅可以提高汽车的牵引性和通过性，而且对汽车安全性、操纵稳定性及平顺性都有很大的改善作用。本文在已有的理论和实践的基础上，从以下几个方面进行了深入的研究。
　　 建立了液体粘性联轴器输出转矩的数学模型，分析了油膜厚度、盘片尺寸、硅油粘度和填充率以及转速差对液体粘性联轴器转矩特性影响，研究了硅油的粘温特性和粘剪特性，并对粘性联轴器的加载卸载特性和驼峰特性进行仿真。应用计算流体力学软件Fluent对液体粘性联轴器内部流动进行数值计算，给出了硅油速度分布图、内外盘片压力分布图、硅油密度分布图、湍流粘度分布图以及联轴器温度分布图，以此来分析联轴器内部的流动状态，为液体粘性联轴器的设计研究提供了理论依据。
　　 利用HyperMesh软件对粘性联轴器主要零部件进行静态强度、刚度以及模态分析。通过分析判断粘性联轴器主要零部件的强度、刚度是否满足要求，是否会产生共振。

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致谢

第一章绪论

1.1课题背景和研究意义

1.2液体粘性联轴器国内外研究状况

1.3液体粘性联轴器的结构和工作原理

1.3.1液体粘性联轴器的总体构造

1.3.2液体粘性联轴器的盘片结构

1.3.3液体粘性联轴器的密封

1.3.4液体粘性联轴器的工作原理

1.3.5液体粘性联轴器的性能特点

1.4本文的主要研究内容

第二章计算流体力学的基本理论

2.1基本控制方程

2.2湍流模型

2.2.1雷诺平均方程

2.2.2二方程模型

2.3离散格式

2.4网格生成技术

2.4.1网格类型

2.4.2结构化网格生成技术

2.4.3非结构化网格生成技术

2.5流场数值计算算法

2.5.1流场数值计算算法分类

2.5.2流场计算的SIMPLE系列算法介绍

2.6本章小结

第三章液体粘性联轴器工作特性分析及仿真计算

3.1液体粘性联轴器的工作特性

3.1.1油膜剪切状态时的转矩计算模型

3.1.2液体粘性联轴器的驼峰特性

3.1.3硅油的粘温特性和粘剪特性

3.2液体粘性联轴器的仿真计算

3.2.1油膜剪切状态时输出转矩的仿真计算

3.2.2液体粘性联轴器加载卸载的仿真计算

3.2.3驼峰状态时输出转矩仿真计算

3.3液体粘性联轴器模型参数的确定

3.4本章小结

第四章粘性联轴器流场流动的数值模拟

4.1 Fluent软件介绍

4.2计算模型的建立

4.2.1分析中的假设与简化

4.2.2计算流道的几何模型和网格模型

4.3建立流场求解模型

4.3.1网格检查

4.3.2流体材料的选择及相的定义

4.3.3工作环境的选择

4.3.4边界条件的确定

4.3.5湍流模型的选择

4.3.6速度-压力耦合算法、离散格式与松弛因子的选择

4.3.7设置空气的初始分布

4.4粘性联轴器内流场计算结果分析

4.5本章小结

第五章粘性联轴器主要零部件的有限元分析

5.1建立三维实体模型

5.2几何模型简化

5.3计算网格划分

5.4定义模型材料、属性

5.5边界条件与载荷的施加

5.6计算结果分析

5.7本章小结

第六章全文总结

参考文献

在学期间发表的论文