基于Fluent的高速动车组齿轮箱迷宫密封数值模拟

以设计的某高速动车组齿轮箱迷宫密封为研究对象,利用Fluent软件对迷宫密封内部流场进行数值模拟,得出了迷宫密封内部流场的压力、速度、速度矢量以及湍流分布云图,分析了齿轮箱迷宫密封的密封机理与过程。结果表明,流体流经密封间隙时是加速降压过程,但压力降低很少,流体流出密封间隙进入空腔时是等压增阻过程,进入空腔后,腔体中心的湍流度最大、压力最小,随着距腔体中心的距离增大,速度递增,压力也递增。分析了齿轮箱在3种典型工况中形成的不同压比下的迷宫密封内部流场分布特性,表明泄漏量随着进出口压比的增加而增加,且压比与泄漏量之间成非线性关系。仿真结果可作为齿轮箱迷宫密封设计的参考依据。     

基于Fluent高速列车齿轮箱泄漏量的数值分析

齿轮箱的性能直接影响着列车行驶的安全性,高速列车齿轮箱的设计对提高行驶安全性有着重要意义。列车在高速运行时,齿轮箱内部油压会产生较大波动,易造成润滑油泄漏,威胁列车运行的安全,需要研究密封系统以提高列车运行的稳定性。以某型高速列车齿轮箱密封系统作为研究对象,分别建立输出端与输入端的计算模型,模拟分析内部的压力场和速度场,对其在高速运行状态下密封系统的数值特性进行分析研究。并对空腔长度、齿宽、齿高参数进行数值分析,研究其对高速列车齿轮箱泄漏量的影响。     

高速动车组齿轮箱径向密封的数值研究

对高速动车组齿轮箱径向密封的几何结构进行分析,利用Fluent软件仿真计算径向迷宫密封的内部流场和泄漏量,研究径向迷宫的密封机制,分析密封齿相对啮合深度（啮合深度与齿高的比值）对密封性能的影响,对比研究不同密封齿结构下迷宫泄漏量的变化规律。研究结果表明：当相对齿啮合深度为0.1~0.6时,随着啮合深度的增加,迷宫透气效应增强,泄漏率增加,相对齿啮合深度为0.6时存在流体介质高速通道,密封性能最差,而相对啮合深度为0.1时径向迷宫的密封性能最佳;径向迷宫的密封性能随着密封齿夹角和齿顶长度的增大而减弱,工程应用中可以通过减小密封齿夹角和齿顶长度进行齿形锐化,密封齿存在最小夹角。     

基于Fluent的螺旋槽干气密封数值模拟与分析

笔者从计算流体力学出发,使用GAMBIT对模型进行网格划分,用世界著名的CFD软件Fluent对螺旋槽干气密封进行了数值模拟分析,并与权威的试验值进行比较,验证了所用方法在螺旋槽干气密封研究中应用的可行性和可信性。     

高速动车组齿轮箱径向迷宫密封的数值研究

对高速动车组齿轮箱径向密封的几何结构进行分析,利用Fluent软件仿真计算径向迷宫密封的内部流场和泄漏量,研究径向迷宫的密封机制,分析密封齿相对啮合深度(啮合深度与齿高的比值)对密封性能的影响,对比研究不同密封齿结构下迷宫泄漏量的变化规律。研究结果表明:当相对齿啮合深度为0.1~0.6时,随着啮合深度的增加,迷宫透气效应增强,泄漏率增加,相对齿啮合深度为0.6时存在流体介质高速通道,密封性能最差,而相对啮合深度为0.1时径向迷宫的密封性能最佳;径向迷宫的密封性能随着密封齿夹角和齿顶长度的增大而减弱,工程应用中可以通过减小密封齿夹角和齿顶长度进行齿形锐化,密封齿存在最小夹角。     

基于SIMP及应变能理论的高速动车齿轮箱结构优化

为获得高速动车齿轮箱最优结构设计方案,针对目前国产高速动车牵引齿轮箱箱体特点及存在的问题,基于SIMP(solid isotropic material with penalization)材料插值模型及应变能理论,利用软件HyperMesh中的拓扑优化与形状优化模块对动车齿轮箱箱体结构进行拓扑优化和局部形状优化.优化结果表明:优化后的动车齿轮箱结构的最大变形和最大应力有大幅度降低,能有效提高齿轮箱箱体的刚度和强度.文中结果可为设计性能优异的国产化高速动车齿轮箱提供数据支持.     

高速动车齿轮箱故障诊断技术研究综述

齿轮箱是高速动车驱动系统的重要组成部分,由于长期处于高速重载的工作环境,易受到损伤和出现故障。因此,快速准确地对高速动车齿轮箱的故障进行诊断具有重要意义。从分析动车齿轮箱的结构型式和常见故障入手,阐述了国内外用于动车齿轮箱故障诊断的振动分析、噪声分析、温度场分析、油液分析及声发射等典型技术的应用现状,对这些技术作了适用性分析并提出了重点研究方向建议。分析结果表明,当前应用于高速动车齿轮箱的多种故障诊断技术均有其各自不同的优缺点和应用场合,单种诊断技术受限于其局限性,均不能较好地精确诊断出动车齿轮箱的多类故障;应用基于先进智能算法的多种技术融合,有望是今后该领域故障诊断的研究重点之一。     

基于KISSsoft的动车齿轮箱齿轮修形优化设计

设计某动车齿轮箱的齿轮参数时,通过采用KISSsoft软件对设计方案进行边界条件的限制和筛选,从中选出最优强度方案;通过修形接触分析,改善了齿轮的强度和振动等传动性能指标,提高了设计效率。     

高速齿轮箱密封

阐述了迷宫式密封、迷宫式密封和油封密封三种密封方式,简析了几种密封方式的原理、应用范围和优点,并给出各种密封结构图,供选择时参考。     

基于Fluent的超音速喷嘴的数值模拟及结构优化

对超音速laval喷嘴进行了热力学计算及几何参数计算,确定了喷嘴的几何尺寸。利用Fluent软件对喷嘴内流场进行数值模拟,得到了喷嘴内流场的分布规律。改变喷嘴的结构,分析了收缩段和扩张段的不同结构对喷嘴出口速度的影响。结果表明,喷嘴内气流的温度和压力逐渐减小,速度逐渐增大,说明了气流经历的是减压增速降温的膨胀过程,并验证了喷嘴设计的合理性。收缩段的结构对喷嘴出口速度基本没有影响,而出口直径对出口速度有较大影响,并以此为依据得出了结构优化后的喷嘴尺寸,对于今后超音速喷嘴的理论研究及优化设计具有一定的参考作用。     

基于瞬态有限元的齿轮箱迷宫密封泄漏研究

针对某高速列车齿轮箱迷宫密封的润滑油泄漏问题,基于ANSA软件建立齿轮箱及迷宫密封结构的有限元模型,并采用FLUENT软件对其进行多相流瞬态仿真分析,研究迷宫密封结构的相对啮合深度、节流齿厚、径向间隙、回油孔直径及个数、齿与台阶距离、齿宽、密封间隙对润滑油泄漏量的影响。结果表明：当相对啮合深度大于0.5时,润滑油泄漏量与相对啮合深度呈负相关;润滑油泄漏量与节流齿厚、回油孔直径、回油孔数量呈负相关;润滑油泄漏量与径向间隙、齿宽、齿与台阶距离、密封间隙呈正相关。根据研究结果对迷宫密封结构进行改进,改进后的迷宫密封结构润滑油泄漏量降低为原始泄漏量的3.6%。     

基于 Fluent 的球柱式结构绕流数值模拟

应用计算流体力学软件Fluent ,采用分块网格划分,选择层流模型和不可压缩的N -S方程,对低雷诺数下不同流速的球柱模型黏性绕流场进行仿真计算。结果表明：圆柱杆与来流方向的绝对倾角越大,对圆球绕流场的影响越大,圆球表面的受力越不对称。建立了模型圆球表面所受作用力与来流速度、流向间的关系曲线,说明来流速度越大,圆球表面所受阻力越大;带有较细的圆柱杆的模型使其圆球表面受力发生了微小变化;圆柱杆的摆放位置对圆球表面受力影响不大。圆柱杆在 XZ平面内与X轴正向夹角θ越小,圆球表面受到的阻力就越小,更接近单个圆球绕流场。     

基于Fluent的球柱式结构绕流数值模拟

应用计算流体力学软件Fluent,采用分块网格划分,选择层流模型和不可压缩的N-S方程,对低雷诺数下不同流速的球柱模型黏性绕流场进行仿真计算。结果表明:圆柱杆与来流方向的绝对倾角越大,对圆球绕流场的影响越大,圆球表面的受力越不对称。建立了模型圆球表面所受作用力与来流速度、流向间的关系曲线,说明来流速度越大,圆球表面所受阻力越大;带有较细的圆柱杆的模型使其圆球表面受力发生了微小变化;圆柱杆的摆放位置对圆球表面受力影响不大。圆柱杆在XZ平面内与X轴正向夹角θ越小,圆球表面受到的阻力就越小,更接近单个圆球绕流场。     

基于Fluent的深井泵三维湍流数值模拟研究

以150QJS20型精铸不锈钢井泵为研究对象,以清水为介质,基于雷诺时均Navier-stockes方程和标准双方程湍流模型,利用CFD软件（nuent6．2．16）对其进行定常数值模拟计算,对设计流量工况下叶轮及导叶中间截面的内流场进行分析研究,揭示了其内部流动的主要特征;预测了泵的水力性能,并与性能试验测得的流量—扬程、流量一效率及流量一功率等特性曲线进行对比分析;研究结果表明数值模拟计算预测与试验结果趋势一致,可用于指导实际工程。     

高速列车齿轮箱新型密封结构流体动力学分析

为解决高速列车通过隧道时由于列车走行速度较快导致齿轮箱外界气压低于内部气压,润滑油从齿轮箱内部泄漏的这一问题,利用不同叶轮随轴旋转搅动轴承套筒内部的空气会形成不同压力区的原理,在轴承端盖内部设计一组可随传动轴同步双向转动的叶轮组密封结构。通过三维建模切出流道模型,采用流体力学软件仿真分析叶轮组流道中压力分布和速度分布。结果表明：中部叶轮区域会形成高压区,两侧叶轮会形成低压区,可有明显改善齿轮箱漏油现象;流道中的速度分布没有出现明显的断流、涡流现象。根据流体分析结果,探究密封结构中叶轮组相对最优结构参数,为有关齿轮箱密封结构优化设计提供参考。     

高速齿轮箱迷宫密封研究综述

该文建立了某型号列车高速齿轮箱轴端直通式迷宫密封3-D模型,通过CFD (Compulational Fluid Dynamics)雷诺平均Navier-Stokes(N-S)方程及k-ε湍流模型数值仿真了迷宫密封流场变化情况并分析了迷宫密封的机理。总结了高速齿轮箱迷宫密封应用及研究现状,针对前人对高速齿轮箱迷宫密封空腔流场及密封结构的研究结果,提出了当前研究所存在的问题并对高速齿轮箱迷宫密封进一步发展趋势进行探讨。以期为高速齿轮箱迷宫密封应用与研究提供参考。     

基于Fluent的螺旋槽上游泵送机械密封三维微间隙流场数值模拟

密封端面微间隙液膜特性是上游泵送机械密封性能研究的关键。采用Pro/E wildfire软件建立参数化螺旋槽上游泵送机械密封端面微间隙液膜几何模型,以清水为工作介质,使用Fluent软件,对跨尺度密封端面微间隙流场进行三维数值模拟,得到开启力及压力分布规律,并与有关测试结果进行对比分析,实验数据与模拟数值基本吻合,表明所采用的模拟方案可对螺旋槽上游泵送机械密封微间隙三维流场进行较好地描述,该方法可用于密封端面微间隙流场及性能的系统研究;对端面压强分布进行分析,结果表明,在螺旋槽外槽根处存在最大静压,液膜开启力的增大主要来源于槽根产生的最大静压。     

动车齿轮箱飞溅润滑油流场仿真与试验研究

飞溅润滑作为目前动车组齿轮箱最主要的润滑方式,研究其流场分布的规律对齿轮箱的润滑具有重要意义。在对动车齿轮箱进行简化后,建立齿轮箱飞溅润滑流场模拟试验平台,进行了试验平台的飞溅润滑捕捉试验。基于计算流体力学的理论,利用Pump Linx软件建立了流场模拟试验平台的三维数值分析模型,通过试验和仿真的对比,验证了三维数值分析模型的可靠性。实现了动车齿轮箱润滑油在上坡、下坡和转弯时流场的仿真预测。     

基于Ansys Fluent的离心空化发生器数值模拟研究

离心空化发生器是水力空化发生器中的一种,现阶段,离心空化发生器的结构特征和工况对空化效率的影响尚不明确,因此,本文对离心空化发生器在多结构多工况下进行数值模拟研究,得到空化效率较高的结构和工况,用以指导离心空化发生器实际应用。利用Solidworks进行多结构建模,并将模型导入Ansys Fluent中进行网格划分和边界条件的设置,控制方程选择雷诺时均ns方程,空化模型选择Schnerr-Sauer,湍流模型选择标准k-ε两方程模型进行有限元仿真分析,建立不同结构和不同工况下空化效率变量分析图。结果表明：空化发生的主要区域在转子内孔底部;转子内孔为75°的离心空化发生器模型的空化效率明显优于70°和80°时的离心空化发生器;不同的转子转速和水流入口速度对空化效率有影响,转子转速越快空化效率越高,空化效率随着水流入口速度的增大先升高后下降,在0.5m/s时达到峰值。     

动车铝齿轮箱加工关键工艺探讨

动车铝齿轮箱体是整个动车组齿轮箱驱动装置的重要组成部件之一,其加工质量直接影响装车后的行车安全。为保证铝齿轮箱体质量,主要介绍了解决铝齿轮箱体加工过程中遇到的工艺问题的方法。