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1、仿真技术《微计算机信息》(测控自动化)2010年第26卷第12-1期文章编号:1008-0570(2010)12-1-0184-03空间姿态可变的润滑系统流动性能仿真FlowSimulationofAttitude-ChangeableLubricationSystem(中南大学)卢元申刘少军LUYuan-shenLIUShao-jun摘要:以美国V-22倾转旋翼机主减速器为例,对空间姿态可变的传动装置润滑系统的流动性能开展数值仿真研究。首先分析减速器的理论的物理结构以及各主要元件的数学模型,在此基础
2、上建立了FLOWMASTER的润滑系统模型网络。利用软件平台进行稳态和瞬态的仿真运算,获得润滑系统各节点(元件)的数据。对这些数据进行分析处理,进而较精确的分析了润滑系统在各工作状态下的润滑性能。关键词:润滑仿真;减速器润滑;润滑系统;一维流体流动仿真中图分类号:TK263.8文献标识码:AAbstract:Thispaperintroducesaresearchontheflowperformanceoflubricationsysteminsomedrivedeviceswhosespatiala
3、ttitudeisvariabletakingthemainreducerofV-22tilt-rotorasanexampleThispaperinitiallydiscussesthetheoreticalphysicalmodelof技lubricationsystemandthemathematicalmodelsofmaincomponents,onbasisofwhichthesimulationnetworkisset-upinFLOW-MASTER.Thenthesteadyandtr
4、ansientsimulationisruntoobtaintheresultsofeachnode(orcomponent)inlubricationsystems.术Theseresultsareanalyzedpreciselyaftersimulation,andtheyaretestifiedtoaccordwiththesituationsofareallubricationsystem.Keywords:simulationoflubrication;lubricationofreduc
5、er;lubricationsystem;simulationof1-Dfluidflow创2.2润滑系统的建模1引言新2.2.1FLOWMASTER的优势对于一些移动装备,尤其飞行器,润滑系统的相对空间姿态本文采用流体分析软件FLOWMASTERV7航空版构建软变化对润滑性能的影响将是设计时所不能忽略的。本文以美国件仿真数学模型。FLOWMASTERV7是基于流线理论(thethe－的V-22倾转旋翼机主减速器的润滑系统为参考实例,开展仿oryofstreamlines)的一维流体模拟仿真软件平台,
6、是FLOW－真分析研究。倾转旋翼机润滑系统的结构较为复杂,借助计算机MASTER2的最新版本。的虚拟仿真研究可以有效提高设计的效率。目前流行的仿真算法是基于节点网络模拟分析。它是指将流体网络系统视为节点和元件的集合,流体管路中润滑油的流动状态以节点的流量Q和压力P来表示。然后通过计算各液压元件的流阻求得各节点的流量、压力值,从而得到整个润滑管路系统的状态。本研究在物理模型的基础上构建倾转旋翼机主减速器的润滑系统仿真分析模型,对系统的工作过程进行系统仿真,以获得润滑系统各节点的参数。仿真研究的目的是替代
7、大部分繁琐的物理试验工作,用较短时间、较低的成本为设计工作做出详尽图1减速器润滑系统物理结构的指导。FLOWMASTER最突出的特点在于它对各种复杂的流体管网系统可以较快速的建立精确的系统模型,并进行完备的计算2润滑系统模型的建立分析。与CFD软件采用非结构网格的有限元体积法不同,2.1润滑物理模型FLOWMASTER基于的是流线的连续性原理,计算结果只关心V-22倾转旋翼机主减速器的润滑系统是一个的相对独立管路内不同节点的流量、流速、压力等物理量,算法主要采用线的闭式循环润滑系统,它由减速器箱体外部
8、供油和减速器箱箱性迭代,故对于计算机硬件要求很低。体内部润滑油回路组成,其中包括液压油泵、过滤器、溢流阀、单2.2.2主要元件模型及模型网络建立向阀、直管弯管、喷油嘴、主油箱和散热器等元件。图1为减速(1)喷嘴模型器润滑系统管路物理结构示意。系统中润滑油循环路径为:吸采用自由出流的锐边厚壁孔作为模型。根据伯努利方程和油—过滤—散热—喷射—落油回收—过滤散热—储油。对系统结连续性原理,可以推出喷嘴出流流量(式1)。Cv为流速系数,当孔构均采取简单化原则处理
