高压海水轴向柱塞泵配流盘摩擦副仿生非光滑表面研究

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1、硕士学位论文MASTERDISSERTATION论文题目高压海水轴向柱塞泵配流盘摩擦副仿生非光滑表面研究作者姓名范冬路学科专业机械电子工程指导教师高殿荣教授2015年5月中图分类号：TH137.52学校代码：10216UDC：621.22密级：公开工学硕士学位论文高压海水轴向柱塞泵配流盘摩擦副仿生非光滑表面研究硕士研究生：范冬路导师：高殿荣教授申请学位：工学硕士学科专业：机械电子工程所在单位：机械工程学院答辩日期：2015年05月授予学位单位：燕山大学ADissertationinMechatronicEngineeri

2、ngSTUDYONTHEVALVEPLATEFRICTIONPAIRWITHBIONICNONSMOOTHSURFACEOFHIGH-PRESSURESEEWATERAXIALPISTONPUMPByFanDongluSupervisor:ProfessorGaoDianrongYanshanUniversityMay,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《高压海水轴向柱塞泵配流盘摩擦副仿生非光滑表面研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果

3、。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《高压海水轴向柱塞泵配流盘摩擦副仿生非光滑表面研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。

4、本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要高压海水泵中的配流盘作为水压泵关键摩擦副之一，运行在润滑性很差的海水环境中，加之高速、重载的运行工况，极易使配流盘摩擦副因腐蚀、磨损等原因失效，严重影响了高压海水轴向柱塞泵的正常工作和使用寿命。本文提出带有仿生非光滑表面的配流盘形式，使用CFD、试验、FSI不同方法研究其配流水膜的流场状态及减磨减

5、阻效能。在CFD方法中提出了光滑-非光滑交错的分布结构，通过改变不同等分数、凹坑直径、凹坑间距比、凹坑接触角、缸体转速等参数，分析得出不同结构参数下水膜压力场的变化情况、凹坑内速度场的变化情况，以及不同参数对水膜举升力、粘性阻力矩、泄漏量的影响规律，为以后不同结构参数组合的选择提供了指导，同时可以减少一定的实验，节约成本。在实验方法中采用316L-玻璃纤维环氧复合材料为对磨材料，在不同转速下，对比分析光滑表面与非光滑表面在实验前后宏观和微观形貌、表面粗糙度的变化情况，摩擦副之间的摩擦系数、水盒中的海水温升的变化情况等参数

6、指标，综合得出非光滑表面减磨减阻性能，为数值计算提供了实践数据。在FSI方法中对试验模型建立数学模型，动态对比分析光滑组与非光滑组中上试样的运动规律，水膜压强及流动状态随时间变化规律，下试样接触表面的应力随时间变化规律，得出非光滑表面减阻及润滑原理。关键词：仿生非光滑表面；配流盘；水压轴向柱塞泵；计算流体动力学；流固耦合-I-燕山大学工学硕士论文AbstractThatthevalveplateasoneofthekeyfrictionpairinthehigh-pressureseawaterpump,runningi

7、naverypoorlubricityofwaterenvironment,combiningwithhighspeedandmodeofoverload,iseasilymadetheflowmatchingfailureduetocorrosionandabrasionofdiscfrictionpair,hasaffectedthenormalworkandlifeofhigh-pressurewateraxialpistonpumps.Thispaperproposesastructureofbionicnons

8、moothsurfaceform,andusesCFD,experimentandFSImethodstostudythedistributionflowstateofwatermembraneandreducingfrictiondragreductioneffectiveness.InCFDmethod,dist