清远出租路灯车    路灯车柱塞副摩擦界面节点变形矩阵计算方法

       清远出租路灯车   路灯车柱塞副摩擦界面节点变形矩阵计算方法　  清远出租路灯车, 清远路灯车, 清远路灯车租赁  在对油膜特性雷诺方程的数值求解中，每一个迭代步都需要计算一次压力场、相应的油膜厚度场及结构变形量，其中对于油膜流体域的计算是基于有限容积法（ＦＶＭ）来进行的，而对于结构变形量则采用有限元（ＦＥＭ）方法来进行求解。如果在迭代的每一步中，都基于有限元的方法来执行对相应压力场作用下的结构变形量的计算，则计算工作量及计算时间会大到难于接受的程度，为此，依据前述分析的结构体醉性变形线性叠加原理，引入一泵列变形矩阵，将有限元法的数值计算转化为矩阵的加法、乘法运算，将结构变形量计算敲入流体域的计算程序中成为一体，大大减小固液賴合的求解时间。　　提出的变形矩阵法要求在进行园液賴合求解之前，通过有限元法获得一泵列与流体域网格节点相对应的节点变形阵。在铜套摩擦界面某一傲元面上，施加一参考压力，得到一对应变形矩阵公Ｍ，依据变形矩阵ＤＭ，绘制出王维图，微元面为环绕某一个压力场计算节点的一个单元面，参考压力作用在该单元面上。在实际中柱塞表面也会产生结构变形，但由于柱塞为钢材料，而铜套为软材料，铜套所产生的结构变形远大于柱塞表面产生的结构变形量，因此可以忽略桓塞表面的结构变形量，而只计算铜套处的变形量。在任一变形矩阵公Ｍ，中，都包含有对应于流体域压力场所有计算节点处的变形量，且变形量都是由作用于对应该变形矩阵的单元面Ｄ＆上的参考压力引起的。　

   

        ＡＮＳＹＳ功能强大，操作简单方便，既具有友　　好的固形用户界面（ＧＵＩ），又提供了参数化程序设计语言（ＡＰＤＬ），使得用户可以利用程　　序设计语言将ＡＮＳＹＳ命令组织起来，编写出参数化的用户程序，从而实现有限元分析的全过程，即建立参数化的ＣＡＤ模型、参数化的网格划分与控制、参数化的材料定义、参数化的载荷和边界条件定义、参数化的分析控制和求解以及参数化的后处理，使得能够高效完成一些通用性强的任务。　　由于油膜压力场中的毎一个压力计算节点就对应一个变形矩阵，而为了保证计算精度，压力场节点往往有几千上千个，因此变形矩阵也就具有几百上千个，而每得到一个变形矩阵，都要完成一个有限元分析的全过程，因此如果采用ＧＵＩ的形式，工作量将会是非常巨大而难于执行。为此，借助ＡＮＳＹＳ软件的参数化程序设计语言的功能，编制参数化的变形矩阵计算程序，通边调用参数化程序的方式来自动完成所有计算节点的规则化配置，从及变形矩阵的计算。　　 由于ＡＮＳＹＳ软件与ＣＡＤ软件具有良好的软件接口，因此固体的王维实体模型选择采用专业的Ｓ维建模软件进行建模，实体结构在不影响分析结果的前提下进行了适度的简化，去掉了一些圆角与倒角结构，只保留了一个作为分析对象的铜套，这之操作可以减小后续网格划分的工作量。　　

    因为油膜是根据圆柱结构展开的，设定的油膜厚度场节点最右侧的节点和最左侧的节点是相同的定义的点是对应相同的点。　　通过定义坐标值的方法，利用ＡＮＳＹＳ软件环境中＂实体网格化时，硬点一定及＂硬点不改变模型的几何形状和拓补结构的性质，在相应定义的坐标位置处创建硬点，并给硬点逐一賦予编号。　　依据缸体、铜套实际材质的性质，给有限元横型中实体分別定义合适的材料参数后，对有限元模型执行指划分，由于在铜套内表面处创建了大量的泵列点，園此需要对铜套表面处的网格划分进行规律地分割、加密控制。　在对缸体外侧表面施加位移约束条件、给环绕点切割出来的单元面施加参考压力载荷及求解后，即可得到施加在该单元面上的参考压力载荷作用下的铜套表面所有点处的变形量，将每个硬点处的变形量规律地写入一个．ｔｘｔ文本中进行保存，毎一个．ｔｘｔ文件即对应为一个变形矩阵公？。通过循环控制命令，使得程序逐一依次执行，最终即可获得与流体域油膜厚度场节点分布一一对应的泵列变形矩阵，将其中部分变形矩阵叠加求和后，可得变形量分布图，此作用在每个微元面上的参考压力载荷均为ｌＯＭＰａ。　　

     油膜弹流润滑模型　　在获得参考压力作用下产生的变形矩阵后，对任意实际压力作用下结构　　体产生的变量Ｍｐ，基于线性叠加原理，为柱塞副铜套弹性变形方程的离散化形式，其中，为总计算节点数，为作用在围绕第Ｚ个计算节点处的单元面上的压力，参考压力ｆ，ｅ／施加在围绕计算节点处的单元面上产生的结变矩阵。由于变形矩阵的引入，使得基于有限体积法计算的油膜压力场、厚度场与基于有限元法计算的固体结构变形量，可以最终转化成基于矩阵的加法与乘法运算，这极大的减小了计算工作量与计算时间。基于变形矩阵法的柱塞副油膜弹流润滑模型，在每一送代步中，油膜厚度场、压力场、速度场等流体域特性参数及由压力场引起的结构体变形量都实时进行计算更新，油膜厚度基于迭代计算。由于油膜压力场与结构体变形量高度賴合相关，结构体变形量的变化会直接影响到压力场的分布状态与大小，压力场的变化也会直接影响到结构体变形量的大小，为此，在对结构体变形量的迭代计算中，采用松弛不动点迭代法进行直接迭代求解，松弛因子与压力场变化量成比例进行调节促成收敛。　

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      柱塞副油膜润滑承载机理分析　 由轴向柱塞泵能耗显式解析模型，可计算得到一组１５ＭＰａ压力等级的。　在转速１５００ｒ／ｍｍ，斜盘倾角１６°，压力边界工况下，由柱塞副油膜弹流润滑模型，可计算得到柱塞副油膜厚度场在不同柱塞转角位移下的情况，计算结果表明了柱塞副油膜厚度场的非均匀性，反映出柱塞在柱塞孔中一般倾斜的一种姿态，产生挤压效应以抵抗外负载的变化。　由柱塞副油膜弹流润滑模型解析得到的油膜厚度场对应的油膜压力场情况，可以看到，在油膜厚度相对很小的区域，也即油膜由于受到挤压变薄的区域，油膜压力会显著增大，直到油膜产生的承载能力与外负载相平衡。柱塞副油膜厚度场时刻处于动态变化过程中，相应的油　　膜压力场也随之改变，这反映出，为了使柱塞副油膜能够承载起柱塞与位孔间的巨大的时变负载力作用，在柱塞与缸体间的相对往复运动以及柱塞的自转运动等辅助作用下，控塞需要通过不断调整自身在缸孔中的偏姿以产生相适应强度的挤压效应与动压效应，以达到调整柱塞副油膜承载能力的目的，平衡当前时刻的外女载力的作用。由于油膜压力场的作用，柱塞副界面会产生结构变形，变形量在不同的主轴转角位移处的分布情况，与压力场相比较，可发现结构变形量与压力场分布情况高度相关，在压力大的区域，产生的结构变形量也更大，在局部点可达到最大的弹性变形量。　

     不同转角位处油膜压力场作用下的柱塞围擦界面的结构变形量,   由技塞副油膜流体动力润滑模型计算得到的不同主轴转角位移下的油膜压力场情况，与考虑了固液賴合作用的油膜压力场情况一一相比较分析可发现，两者计算得到的油膜压力场在变化趋势和变化规律上基本一致，但是由油膜流体动为润滑模型计算得到的油膜压力场峰值压力远大于由考虑了固液精合作用的油膜幹流　润滑模型计算得到的压力场峰值压力，结果显示在由油膜流体动力润滑模型计算得到油膜压力场的压力分布中，压力过度的集中于了某一局部区域，从而从整体上影响了压力场在全局的分布情况。　　

      在大小与方向都时变的柱塞滑膜组件的离心，以及由斜盘施加在滑膜底部的滑膜　　副摩擦力作用下，柱塞与缸孔间线性接触作用位置实际上是处于实时动态变化过程中　　的，针对柱塞滑膜组件离瓜力及滑膜副摩擦力考虑与否，本章首先分别建立了描述柱塞滑膜组件宏观动力学特性的两个数学模型，并给出了其计算求解方法。　柱塞滑膜姐件的宏观受为状况，即为柱塞副间隙内油ｍ的外负载工况，在对柱塞滑靴组件宏观动力学行为进行了分析之后，基于Ｎ－Ｓ方程、流体连续性方程，以及考虑到摩擦界面结构形变影响的柱塞副间隙内油膜厚度计算方程，建立了反映柱塞副间隙内油膜承载润滑特性的雷诺方程，并基于有限容积法对其进行了求解，提出了１Ｍ混合摩擦面　　积、枯性摩擦力及泄漏流量作为描述柱塞副油腹减摩抗磨、润滑承载特性的Ｚ个性能参数；考虑到摩擦力间隙油膜厚度受到摩擦界面结构体弹性变形量的直接影响，并进而影响到油膜的润滑承载能力，本章继而提出了一种基于有限元分析软件的固体求解域规化节点变形矩阵计算方法，实现固体域弹性变形求解节点与流体域计算节点一一精谁的相互匹配，通过该计算方法，获得了桓塞副铜套的泵列变形矩阵，并提出应用变艰矩阵法，对柱塞副油膜与摩擦界面结构体间的固液賴合作用进行求解计算，建立了担塞副间隙内油膜的弹流润滑模型。基于松弛不动点迭代法，应用建立的油膜弹流润滑模型，在转速１５００ｒ／ｍｉｎ，斜盘倾角１６°，压力１５ＭＰａ工况下，对柱塞副间陪对３油膜的压力场、厚度场，以及摩擦界面结构体变形量分布场进行了计算，分析了油膜的润滑与承载机理。　对柱塞副内发生的宏、微观动力学行为，间隙内油膜的润滑承载机理开展了基础的理论方面的研究，在加深对柱塞副间隙内油动力学行为特征认识的同时，也为柱塞副性能强化与提升后续研究提供了必要的理论基础与技术手段。本章所提出的基于有限元分析软件的柱塞副固体求解域规则化节点变形矩阵计算方法，以及应用于固液精合　　作用求解中的变形矩阵法，不仅仅只限于应用于轴向控塞泵柱塞副，对于轴向担塞泵内其它的摩擦力，或者其它技术领域涉及高压油膜流体作用的摩擦力润滑问题分析中，也都具有重要的应用价値与借鉴意义。

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