液力變矩器流體-固體耦合壓力脈動分析

閆清東，劉博深，魏巍（.北京理工大學機械與車輛學院，北京0008；2.北京理工大學車輛傳動國家重點實驗室，北京0008）

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液力變矩器流體-固體耦合壓力脈動分析

閆清東1，2，劉博深1，魏巍1，2
（1.北京理工大學機械與車輛學院，北京100081；2.北京理工大學車輛傳動國家重點實驗室，北京100081）

摘要：在沖焊型高功率密度液力變矩器的設計過程中，需要考慮在油液非定常流動下葉片所受壓力載荷脈動，以及在載荷脈動激勵下結構的振動響應。采用基于動網格的流體-固體耦合方法，沿葉片入口至出口方向設定監測點，分析對應位置壓力載荷脈動與葉輪振動時域特性，對載荷脈動進行頻率轉換并對葉輪模態進行頻域分析。分析表明:渦輪葉片所受壓力載荷脈動幅值最大處位于葉片入口與外環連接處；壓力載荷脈動與葉片振動的幅值沿葉片入口到出口逐漸減弱，且隨著速比升高載荷脈動幅值與葉片振動響應明顯減弱；渦輪脈動峰值頻率在葉輪第2階與第3階模態之間，隨速比升高，壓力載荷脈動頻域幅值明顯減弱。

關鍵詞：兵器科學與技術；液力變矩器；流體-固體耦合；壓力脈動；結構振動

0 引言

液力變矩器是一種廣泛應用于傳動的液力元件，其葉輪內部流場壓力脈動是引起葉輪工作不穩定的主要原因之一。變矩器內流動復雜，尤其是在起動工況時泵輪、渦輪較大的轉速差引起的非定常流動現象較為明顯。

王玉川等［1］采用基于RNG和滑移網格的方法對不同工況下離心泵進行瞬態流場分析，分析了葉片壓力脈動主頻與葉輪轉頻的關系，認為葉輪出口處附近隨時間變化的漩渦是內部流動不均勻的主要原因，這使得壓力脈動強度增大。……