轮毂轴承性能试验中泥浆搅拌数值模拟及研究

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1、轮毂轴承性能试验中泥浆搅拌数值模拟及研宄嫌緬桂元坤浙amk大学机械工程学院浙江互向精工有限公司摘要：掌握泥浆搅拌装置设计的关键技术，依赖于泥浆搅拌过程的研宄.在对两相流有限元计算方法和模型展开讨论的基础上，基于欧拉-欧拉方法的Eulcrian模型，利用Eluent流体仿真软件，实现了汽车轮毂轴承性能试验中泥浆搅拌过程的数值模拟.通过模拟得到的泥浆固相颗粒分布云图，研究搅拌槽的浓度分布和均匀性.提出了泥浆搅拌装置功能设计的基本要求，研宄了泥浆固相颗粒在搅拌槽底部的完全离底悬浮问题和取浆门的设置问题.相关技术已用于指导泥浆搅拌装

2、置的设计.关键词：泥浆;搅拌过程;数值模拟;轮毂轴承;作者简介：翁泽宇(1962—)，男，浙江杭州人，教授，研究方向为机械动力学及汽车零部件试验技术与装备，E-mail:wcngzy8888@163.com.收稿日期：2017-02-17基金：浙江省自然科学基金资助项目(Y1110994)NumericalsimulationandresearchofmudmixinginthepropertytestofwheelhubbearingWENGZeyuGUANCimingHUANGDejieWANGFengWENGCongG

3、UIYuankunCollegeofMechanicalEngineering,ZhejiangUniversityofTechnology;ZhejiangWanxiangPrecisionIndustryCo.，Ltd.;Abstract：Theresearchofmudmixingprocessisthekeytechnologyofmudmixingdevicedesign.ThroughthestudyofTwo-PhaseFlowfiniteelementmethodandmodel,inthepropertyt

4、estofwheelhubbearing,thenumericalsimulationofmudmixingprocessisrealizedbyusingfluentsoftwarebasedonEulerianmodelandEuler-Eulermethod.Theconcentrationdistributionanduniformityofmixingtankarestudied,bysimulatingthecontoursofmudparticlesdistribution.Furthermore,thebas

5、icrequirementsoffunctionaldesigninthemudmixingdevicearcputforward,andtheproblemsofcompletesuspensionandthesettingofmudparticlesoutletinthemixingtankarestudied.Relatedtechniqueshavebeenusedtoguidethedesignofmudmixingdevice.Keyword：mud;mixingprocess;numericalsimulati

6、on;wheelhubbearing;Received：2017-02-17汽车轮毂轴承性能试验中，泥浆是一种十分重要的环境介质，泥浆搅拌装罝是环境模拟试验系统的重要组成部分.但是，由于缺乏对泥浆搅拌装置的研宄，不符合要求的泥浆搅拌装置将使得汽.午.轮毂轴承性能试验的冇效性很难得到保障，泥浆搅拌装置的设计已经成为Y业内的技术瓶颈.汽车轮毂轴承性能试验所用泥浆是由多种成分组成的混合物，除了添加有一定量的不可溶的固体颗粒外，还添加了氯化钠、氯化钙等可溶性物质.泥浆的配比和均匀性直接影响到汽车轮毂轴承性能试验的结果，泥浆的搅拌是影

7、响泥浆的配比和均匀性最重要的影响因素.而H，如果搅拌不当，还会使泥浆在底部长期堆积产生粘连.所以固体颗粒分布问题是泥浆搅拌过程研宄的主要内容.泥浆搅拌过程屮的固体颗粒分布问题属于液-阀悬浮问题，目前对于此类问题主耍是采用经验公式进行理论估算，由于经验公式对影响因素的描述比较简单，对一些复杂工程问题，存在较大的误差.计算流体数值模拟技术的发展，为分析计算此类复杂的工程问题创造了条件.对于此种问题可以基于计算流体力学中欧拉-拉格朗日方法和欧拉-欧拉方法进行两相流的有限元计算，可进行此类计算的有限元仿真软件有Fluent,CFX，

8、Star-CD等.目前己有国内外学者关于搅拌问题数值模拟研宄的报道，并取得了与实验较高的吻合度.Zadghaffari等U1利用数值模拟方法对搅拌装罝进行了计算，得到了混合时间与功率.Micale等XZ1利用数值模拟方法对搅拌装置进行仿真，获得了低浓度固体颗粒的分布规律.ALWAYS等［3