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汽车动力转向器的流场分析及其吸油机重要参数的优化设计

作　者: 李堂正
导　师: 程凯
学　校: 长春工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 汽车动力转向器 CFD模型流场分析吸油机正交试验
分类号: U467
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 43次
引　用: 1次
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内容摘要

汽车动力转向器是关系车辆性能与安全的关键部件之一,驾驶员通过它可以使汽车转向桥上的车轮纵轴线偏转一定角度,实现转向功能,并在收到路面传来的偶然冲击、汽车意外偏离行驶方向时,能与行驶系统配合共同保持汽车稳定的行驶。因此汽车动力转向器直接影响着汽车的操纵稳定性和安全性,能较好的减轻驾驶员操作转向盘的作用力,使汽车转向操作变得轻松。针对汽车动力转向器生产过程中的最后一道工序——转向器性能测试完成后存在的剩油问题,本文根据计算流体力学相关理论对汽车动力转向器内部关键流道进行仿真分析,以3411010—A50A型的汽车动力转向器为例进行研究。首先用Catia软件对汽车动力转向器进行零部件及装配体的三维建模,得到其内部关键流道三维模型,接着将建立的模型导入Gambit软件,进行局部关键面的网格划分以及三维实体的网格划分,将得到的网格实体导入Fluent软件,然后根据转向器在连接吸油机的实际条件和工作环境,进行边界条件、物理特性及流体进出口压力等的设置,接着对建立的CFD模型转向器内部流道流场进行数值模拟,仿真得到转向器内部关键流道的流场。通过得到的可视化的流场特性图进行分析,对转向器吸油机的进出口压力进行优化选择设置,同时分析指出了汽车动力转向器在接吸油机后仍会有残油的原因。本文应用多因素试验与优选法相结合的正交试验设计方法对汽车动力转向器吸油机的三个关键参数(首次补气时间,每次补气时间,补气间隔时间)进行优化设计。本文根据正交实验表得到的实验方案,对三个时间参数进行设定,然后测量汽车动力转向器内部残油量进行分析比较,得到最优解。并通过可编程控制器来实现三个参数时间的调节和控制,进一步优化完善了汽车动力转向器吸油机,使得汽车动力转向器在出厂时残油量更少,转向器吸油操作更快、环境更好。实现吸油机快速高效的吸油、排油的目的,同时减少转向器液压油的单位耗损量,减少汽车动力转向器生产成本,起到适应现代化快速批量化生产、节能环保的效果,这也实时响应了国家“十二五”规划,达到减少产品生产单位耗能,节能环保的目的。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-7
第一章绪论  7-10
  1.1 汽车动力转向器的国内外应用及研究现状  7-8
  1.2 课题的来源及意义  8-9
  1.3 主要研究工作  9-10
第二章汽车动力转向器概述  10-16
  2.1 汽车转向系统技术概述  10-13
  2.2 汽车动力转向器分类及特征  13-14
  2.3 汽车动力转向器的工作特点  14-15
  2.4 本章小结  15-16
第三章计算流体力学及FLUENT理论  16-27
  3.1 计算流体力学相关理论  16-18
  3.2 三维软件CATIA简介  18-19
  3.3 FLUENT简介  19-22
  3.4 FLUENT基础物理模型及理论  22-26
  3.5 本章小结  26-27
第四章汽车动力转向器内部流道模型仿真前处理  27-39
  4.1 三维模型的建立  28-29
  4.2 网格划分  29-32
  4.3 汽车动力转向器B腔模型网格划分  32-33
  4.4 边界条件的设定  33-38
  4.5 本章小结  38-39
第五章汽车动力转向器B腔流场的流体力学特性仿真分析  39-51
  5.1 汽车动力转向器内部油道环境设置  39
  5.2 汽车动力转向器在重力作用下空油仿真  39-48
  5.3 计算结果分析  48-50
  5.4 本章小结  50-51
第六章吸油机参数设定及优化设计  51-60
  6.1 正交试验的一般方法  51-52
  6.2 正交表的选择  52-54
  6.3 统计试验数据  54-56
  6.4 试验结果分析  56-57
  6.5 优化设计的实现  57-59
  6.6 本章小结  59-60
第七章结论与展望  60-62
  7.1 结论  60
  7.2 工作展望  60-62
致谢  62-63
参考文献  63-65
作者简介  65
攻读硕士学位期间研究成果  65-66

汽车动力转向器的流场分析及其吸油机重要参数的优化设计

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