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液力變矩器是復(fù)雜的多葉輪透平機械，由于流道內(nèi)外環(huán)和葉片表面均是形狀空間扭曲的曲面，加上各葉輪的相互干擾，使得葉片受力情況較為復(fù)雜。對于液力變矩器葉片進行基于流固耦合的強度分析在國內(nèi)尚處于起步階段。目前，魏巍、閆清東等在基于單向流固耦合的液力變矩器葉片強度分析方面的研究成果頗豐，吳光強在基于雙向流固耦合的液力變矩器研究也取得一定成就，且都提出了流固耦合分析復(fù)雜曲面的方法，準(zhǔn)確分析了葉片的應(yīng)力分布情況。
本文有限元分析首先對流道進行定常流動計算，流體力學(xué)分析工具采用ＣＦＸ；在ＣＦＸ求解后，提取流道葉片處的壓力載荷，通過流固耦合施加到靜力結(jié)構(gòu)分析下的葉片模型的工作面和非工作面上，采用ANSYS／Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ對其進行結(jié)構(gòu)分析
首先用三維建模軟件Ｐｒｏ／Ｅ建立液力變矩器整體模型、葉片模型和流道模型，各模型分別如圖１、圖２、圖３所示。此液力變矩器的有效直徑為３０５ｍｍ，泵輪葉片數(shù)為２２，渦輪葉片數(shù)為２４，導(dǎo)輪葉片數(shù)為２０。由于泵輪、渦輪、導(dǎo)輪都按各自轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，故各葉輪的流道都非常復(fù)雜，本文所取流道由液力變矩器內(nèi)環(huán)、外環(huán)、葉片工作面和非工作面組成。然后將已建好的模型導(dǎo)出為ｉｇｓ格式，并導(dǎo)入ＡＮＳＹＳ進行分析，流固耦合分析流程如圖
在液力變矩器分析過程中，假設(shè)：液力變矩器內(nèi)部液壓油充滿流道，流道內(nèi)部流場是穩(wěn)定的，流體產(chǎn)生的載荷不足以導(dǎo)致葉片產(chǎn)生對流場干擾的變形；內(nèi)部的液壓油為不可壓縮的理想流體，忽略溫度變化的影響，液壓油從上游流道的出口流出后以完全相等的量流入下游葉輪流道；同一種工況下，同一葉輪內(nèi)的各個流道的流場特性完全相同。
本文研究中，根據(jù)液力變矩器內(nèi)部流場流動的對稱性，任取一組泵輪、渦輪和導(dǎo)輪葉片作為研究對象，為了讓單個的流道模型能在計算中精確地仿真完整的流道模型，還必須在工作面、非工作面加上周期性邊界。
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