液力变矩器是自动变速器的主要部件,其在乘用车、载重汽车、公共汽车和机车上的应用广泛。液力变矩器内部流动特性影响其外部性能,为了深入研究其内部流动特性,基于粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术对液力变矩器涡轮内流场进行试验研究。采用帧频为1 000帧/s的CCD高速相机,在不同工况下(输入与输出的转速比分别取0、0.3、0.5、0.7)采集不同粒子直径、不同粒子浓度下的流动图像,经过图像预处理,对连续两帧图像进行互相关计算,获得涡轮径向切面的速度场和涡量场。通过对流场分布结构和流动区域上复杂流动现象的对比分析,发现投入流场中粒子浓度越高(1 500mL蒸馏水中投入2.4 g粒子)、粒子直径越小(10μm)时,识别并提取流动区域上的流动参数越丰富,流速场和涡量场信息越可靠。液力变矩器内部高梯度流场分布结构和非均匀流速场分布导致出...

为了实现液力偶合器漩涡流场高精度试验测量,研究粒子图像测速(PIV)流场试验测量环节的主要误差来源,分析示踪粒子选择、图像采集策略和流速提取算法对流场测量精度的影响,提出降减和消除误差的途径与方法.研究结果表明在容积为2 710 m L的水介质液力偶合器中投入1.0 g等效直径为1.5μm的PSP示踪粒子,图像采集效果好且粒子浓度满足PIV测速要求;将液力偶合器外壁表面设计为大平面采集区域能够有效地避免反光现象,并降低离轴角误差和光路折射误差;采用递归互相关算法,使用自适应查询区域分析方法,通过3次迭代计算,能够更好地提取主流区域上大尺度漩涡流动特征和局部角隅区域上小尺度涡旋结构特征.

为了更加真实地反映偶合器内部的气液两相流动机理,该文应用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)对其内部流动的速度和压力等流场特征进行数值模拟,并应用粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术对其流场进行了测试,试验结果表明:泵轮内的气泡小而均匀,速度分布较规律,由内环向外环递增;涡轮内气泡较多,并出现了涡流、回流、二次流等不规则流动现象。PIV测试的流场流动趋势与数值模拟的流场流动趋势基本一致。CFD数值模拟方法和PIV技术为揭示液力偶合器内部流场的复杂流动提供有效的解决途径。

基于VB.net语言开发了齿轮插刀加工内齿轮的范成仿真实验,实现了渐开线内齿轮范成仿真的参数化、可视化和网络化访问。通过改变齿数、齿顶高系数、压力角和变位系数模拟内齿轮范成加工过程和径向进刀顶切现象。齿轮范成仿真不需要安装任何插件就可以在计算机或手机上进行,能够自动评定学生的实验成绩。为配合仿真实验还设计制造了渐开线内齿轮范成仪,拓展了齿轮范成仪的种类,达到了与仿真实验虚实结合、优势互补的教学效果。教学实践表明,内齿轮范成仿真实验较好的达到模拟分析和拓展知识面的教学目的。