基于液力变矩器叶栅传统一维束流理论的分析,对传统的等动量矩设计方法进行了改进研究,提出动量矩不等分配法。应用计算流体力学,针对泵轮、涡轮和导轮叶片的三种典型动量矩分配方案分别进行了计算比较,从而获得了液力变矩器叶片动量矩分配的基本规律。

为提高液力变矩器叶栅叶型设计效率,探讨NACA 4数字翼型方程在液力变矩器叶片造型中的运用,提出适合液力变矩器叶片造型的方程,结合Matlab计算工具的使用,大大提高叶片的设计精度和设计效率.生产实践表明,达到了预期设计效果,提高了工作效率.

本文首先介绍了制作液力变矩器叶片模型的传统方法。接着 ,提出了利用液力变矩器工作轮模具进行叶片铸造的新方法 ,用该法制造的叶片具有良好的贴合性。最后 ,介绍了用计算机建立叶片三维实体模型 ,并采用数控机床直接进行加工的方法。文中较为详尽地阐述了这些方法 ,并通过对比得出各种方法的利弊。

探讨了液力变矩器叶片三维成型方法,提出了叶片三维成型方法的基本设计流程。通过对不同参数变化规律生成的泵轮、涡轮、导轮的叶型进行对比分析,总结出液力变矩器叶片角变化对液力变矩器性能影响的基本规律。通过CAD/CFD技术完成叶片的设计和相应变矩器性能的计算。同时,通过与作为基型的W305型液力变矩器的比较,证明了研究结论的可靠性。

为了研究液力变矩器叶片的强度,笔者抽取了某型液力变矩器全流道模型和叶片模型,利用ANSYS13.0软件对全流道模型进行仿真计算,把仿真得到的叶片压力加载到叶片模型上,通过流固耦合技术分析叶片上的应力分布和变形量,很好地解释了叶片失效的原因,为叶片的改型设计提供参考。

在高功率密度液力变矩器的设计过程中,为解决在泵轮转速大幅提高时带来的叶片强度问题,基于流固耦合分析技术(FSI),将某型液力变矩器的流场分析与强度分析相结合,提出其一般分析方法和流程.通过计算流体动力学和有限元数值模拟,实现了叶片强度较为准确的预测,确定了叶片的应力分布和变形情况,为高功率密度液力变矩器叶栅系统的工程设计提供了理论依据。

在计算流体动力学中,采用正交试验方法对液力变矩器的叶片参数进行优化。研究了优化变量的选择方法。根据一维设计理论并结合计算流场的分布特征,选取对变矩器性能影响显著的叶片参数作为优化变量。采用正交试验方法分别以起动变矩比、最高效率为单目标进行优化,得到最优目标值。在此基础上构建综合目标函数进行优化。对某变矩器优化后起动变矩比和最高效率分别提升了1.5%、7.3%,表明该方法效果较好,具有工程实用价值。

采用光电非接触三坐标扫描测量仪测量了液力变矩器叶轮和叶片,并建立了叶轮和叶片的三维模型.详细介绍了测量方法和如何得到各叶轮的零件图和叶型图.

铸造工艺的特点是高温、密闭,铸造过程难以实时观察,传统的工艺设计是建立在“试错”基础上,很难体现出科学性。本文以液力变矩器导轮为例,采用数值模拟的方法对导轮重力铸造、离心铸造过程进行仿真,实时观察、分析了两种不同铸造成型工艺熔融金属液进入铸型型腔后速度场分布,并对铸造结果和缺陷进行预测。