基于热弹性流体动力学理论的液压变压器组合式配流盘摩擦副润滑特性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51605320
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0502.传动与驱动
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Hydraulic transformer is the core component of secondary regulated system of constant pressure network. To solve bad working characteristics, vibration and noise of the hydraulic transformer, the new combined valve plate with good development was invented. However, the structure of combined valve plate with several interaction friction pairs is complex. The lubrication characteristics of the friction pairs are affected by heat, surface roughness, mixed friction, micro motion and thermal elastic deformation of solid element. And, oil film stability is bad and there are more friction energy loss and leakage. The correlation and effect law of the factors is complex, and lack of a set of systems theory and model. Based on the thermal elastohydrodynamic theory, theoretical modeling, numerical simulation and experimentation of the lubrication characteristics of combined valve plate in high pressure are researched in the project. The heat-force-flow fields of the combined valve plate in high pressure would be revealed. The influencing factors of lubrication characteristics of the combined valve plate would be clarified, the relationships among the influencing factors mastered, and the law of the effect factors grasped. A set of lubrication theoretical model and solving algorithm of high pressure valve plate would be established. Theoretical and technical support would be provided for hydraulic transformer in high pressure with the combined valve plate, and the secondary regulated technology of constant pressure network. It is good for the national energy-saving and emission-reduction.
液压变压器是恒压网络二次调节系统的核心元件。针对液压变压器面临的工作特性差、振动和噪声难题,申请人发明了组合式配流盘新技术,发展前景良好。然而,组合式配流盘结构较复杂,摩擦副多且相互干扰,其摩擦副润滑特性受表面粗糙度、混合摩擦、固体单元微运动等多因素影响,导致油膜稳定性差,热效应、摩擦和泄漏严重;并且这些影响因素的相互关系和作用规律复杂,目前仍缺乏一套系统理论。本项目以组合式配流盘摩擦副润滑特性为研究对象,以热弹性流体动力学理论为基础,从摩擦副润滑特性理论建模、数值模拟和实验三方面展开研究,旨在揭示组合式配流盘摩擦副的热-力-流场分布规律,厘清组合式配流盘摩擦副润滑特性影响因素,探明润滑特性影响因素的相互关系,掌握润滑特性影响因素的作用规律,建立一套组合式配流盘摩擦副润滑特性理论模型和求解算法,为组合配流盘式液压变压器研发,为二次调节节能技术推广应用,为国家节能减排提供理论与技术支撑。

结项摘要

静压式柱塞泵、马达和液压变压器是高能量密度静液传动系统的核心。该类元件的配流副润滑油膜工作特性对于元件性能、效率和可靠性等十分重要,由于受多自由度力与力矩、静动压力场、接触面轮廓、配流副油膜几何形状等多因素影响,理论建模和研究难度很大。本项目针对配流副润滑油膜工作特性,改进了配流副多自由度力与力矩模型,采用雷诺方式导出油膜动压力场和速度场模型,采用G-W粗糙接触面模型导出接触应力场模型;建立了配流副润滑油膜几何形状理论新模型,考虑了主轴与柱塞缸同轴度、配流盘偏磨等因素,定义了多个新变量:X楔形角、Y楔形角、Z楔形角、磨损楔形角、总楔形角及对应方位角;结合力学和几何模型,建立了配流副润滑油膜的力-流-热多领域耦合理论模型;搭建了配流副润滑油膜厚度测量试验平台;结合理论与试验结果,系统研究了配流副的多自由度力与力矩的动态特性、配流副油膜的楔形角、方位角、最小油膜厚度的稳态和动态特性、多矢量场(接触应力场、油膜压力场、速度场和温度场)的影响因素与影响规律。研究结果表明,Z轴向力和绕X、Y轴力矩在周期[0,2π/Z]内明显包含四个阶段;同轴度误差和配流盘偏磨是形成油膜总楔形角的主要因素;油膜总楔形角、总方位角、最小油膜厚度曲线均是在周期[0,2π]内存在7次微波动的三角函数曲线;最小油膜厚度附近区域的接触应力最高、动压力变化最大、泄漏速度最小、流固体温度最高。通过研究,厘清了配流副润滑油膜工作特性的影响因素及其影响规律,建立了配流副油膜力-流-热多领域耦合理论模型与试验方法,揭示了油膜温度场-压力场-速度场变化规律,为轴向柱塞泵、马达、液压变压器正向研发与再优化,为二次调节节能技术和压力耦合性混合动力技术推广应用,为国家节能减排提供理论与技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(9)
卷吸速度对点接触区域润滑剂流动性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    润滑与密封
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈媛媛;仉志强;寇保福;薛爱文
  • 通讯作者:
    薛爱文
组合配流盘式液压变压器的变压比特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    液压与气动
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    仉志强;魏聪梅;李永堂;刘志奇
  • 通讯作者:
    刘志奇

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其他文献

铸态42CrMo环坯热辗扩微观组织模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    机械工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    丁双凤;齐会萍;闫红红;仉志强
  • 通讯作者:
    仉志强
铸态42CrMo环坯热辗扩微观组织模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    机械工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    丁双凤;齐会萍;闫红红;仉志强
  • 通讯作者:
    仉志强

其他文献

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仉志强的其他基金

轴向柱塞泵微织构配流副混合润滑流固热耦合机理与多尺度界面最优化
  • 批准号:
    52175057
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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