機油泵CFD-CAE數(shù)值模擬及試驗研究.pdf

1、內(nèi)接齒輪式機油泵由泵體、泵蓋和齒輪組成，廣泛應(yīng)用于發(fā)動機潤滑系統(tǒng)。近年來，隨著計算流體力學(CFD)和有限元技術(shù)的發(fā)展，從研究機油泵內(nèi)部流動機理出發(fā)，使用數(shù)值仿真結(jié)果來指導泵的設(shè)計已經(jīng)成為可能。正是基于這樣的背景，本文應(yīng)用CFD軟件FLUENT和CAE軟件ANSYS/LS-DYNA對機油泵的內(nèi)部流動特性及齒輪的接觸應(yīng)力進行了深入研究，為機油泵設(shè)計提供了新的方法。 本文主要作了以下幾方面工作：綜述計算流體力學的概念、研究內(nèi)容、發(fā)展

2、趨勢以及各種通用CFD軟件。掌握計算流體力學即CFD軟件在流體機械中的應(yīng)用情況，指出其在機油泵設(shè)計中的優(yōu)勢。 詳細分析與本文研究相關(guān)的雷諾時均方程、標準k-ε模型、SIMPLE計算方法、非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格技術(shù)、邊界條件以及所用到的幾何建模方法。 應(yīng)用PRO/E和GAMBIT軟件對機油泵進行幾何建模并劃分網(wǎng)格，應(yīng)用FLUENT軟件模擬多種工況下機油泵出口部分的三維湍流流動，得到詳盡的三維湍流場的分析結(jié)果，包括壓力分布圖、速度矢量分

3、布圖等。完成對機油泵的臺架試驗，將數(shù)值模擬得到的機油泵性能特性曲線與試驗特性曲線進行比較，從而驗證仿真結(jié)果的正確性。仿真模擬結(jié)果要能夠反映機油泵在設(shè)計工況的流動性能和特殊流動現(xiàn)象。同時，本文也對影響機油泵容積效率和噪聲的因素進行探討，為提高其效率，降低噪聲，改善工作性能提出改進措施。 另外，本文在掌握彈性動力學有關(guān)接觸碰撞基礎(chǔ)理論和計算方法的基礎(chǔ)上，應(yīng)用ANSYS/LS-DYNA軟件對內(nèi)外齒輪的接觸應(yīng)力進行仿真計算，得到齒輪運動