液力缓速器制动性能仿真方法和装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107194123A(43)申请公布日2017.09.22(21)申请号201710483847.3(22)申请日2017.06.22(71)申请人北京理工大学地址100086北京市海淀区中关村南大街5号(72)发明人姚寿文王东王瑀林博(74)专利代理机构北京超凡志成知识产权代理事务所(普通合伙)11371代理人苏胜(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书3页说明书11页附图5页(54)发明名称液力缓速器制动性能仿真方法和装置(57)摘要本发明提供了一种液力缓速器制动性能仿真方法和装置，属于液力缓速器性能预测技术领域。本发明实施例提供的液力缓速器制动性能仿真方法和装置，在全流道轮腔模型区域，使用在网格节点处生成的流体粒子来替代网格单元，模拟流体运动，而在定轮模型区域和动轮模型区域，采用刚体网格单元进行描述。通过流体粒子和网格单元间的相互作用，能够真实模拟出液力缓速器的工作状态，获得相对准确的稳态制动转矩数值，同时能够对动态制动性能进行预测。通过流体粒子和网格单元已经将流体和固体清晰的区分开来，不需要划分清晰的接触面，而是只需定义发生接触的组件，降低了对网格质量的依赖程度，不需要再细化关键接触面网格，因此，减少了计算量，节省了前处理的工作量。CN107194123ACN107194123A权利要求书1/3页1.一种液力缓速器制动性能仿真方法，其特征在于，包括：针对选定的液力缓速器，建立几何模型；所述几何模型包括定轮模型区域、动轮模型区域和全流道模型区域；对所述几何模型进行简化，将所述全流道模型区域构建为封闭的全流道轮腔模型区域；按照各个区域的不同属性，将所述几何模型的各个区域划分为体网格单元；在全流道轮腔模型区域，将体网格单元节点转化为流体粒子，用于模拟流体运动；根据预设的流体粒子的光滑长度，通过光滑核函数，在全流道轮腔模型区域内构建油液流动模型；针对所述油液流动模型，采用粒子搜索算法，确定流体粒子之间的相互作用；采用接触算法，确定流体粒子与体网格单元之间的相互作用，以建立液力缓速器制动性能仿真模型；向所述液力缓速器制动性能仿真模型内输入恒定的转速，得到所述液力缓速器制动性能仿真模型在不同转速下的稳态制动转矩；输入随仿真时间变化的转速，得到所述液力缓速器的动态制动转矩；输出所述液力缓速器制动性能仿真模型、所述不同转速下的稳态制动转矩和动态制动转矩。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据输出的所述液力缓速器制动性能仿真模型对所述液力缓速器的制动性能进行预测；以使设计人员根据制动性能预测结果对所述液力缓速器的结构进行优化。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，输出所述液力缓速器制动性能仿真模型和所述不同转速下的稳态制动转矩之前，所述方法还包括：判断所述液力缓速器制动性能仿真模型内的流体粒子的运动情况是否满足要求；如果否，调整粒子搜索算法和接触算法的控制参数，重新建立液力缓速器制动性能仿真模型；如果是，执行输出所述液力缓速器制动性能仿真模型和所述不同转速下的稳态制动转矩的步骤。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述几何模型进行简化，将所述全流道模型区域构建为封闭的全流道轮腔模型区域的步骤，包括：去除几何模型中的圆倒角特征和螺钉孔特征；去除定轮模型区域内的进油通道和出油通道；消除定轮模型区域与动轮模型区域之间的空隙，以构建封闭的全流道轮腔模型区域。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述几何模型进行简化，将所述全流道模型区域构建为封闭的全流道轮腔模型区域的步骤之后，所述方法还包括：对全流道轮腔模型区域的边界进行偏置，以使全流道轮腔模型区域与定轮模型区域和动轮模型区域之间留有间隙。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照各个区域的不同属性，将所述几何模型的各个区域划分为体网格单元的步骤，包括：根据定轮模型区域和动轮模型区域的刚体属性，全流道轮腔模型区域的流体属性，设定所述定轮模型区域、动轮模型区域的网格尺寸与全流道轮腔模型区域的网格尺寸的比例2CN107194123A权利要求书2/3页为1:1～2:1；按照设定的尺寸比例，采用四面体单元对所述几何模型的各个区域划进行网格划分。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将全流道轮腔模型区域的四面体网格单元节点转化为流体粒子的步骤，包括：根据全流道轮腔模型区域的网格单元的尺寸，确定流体粒子的体积；根据液力缓速器内工作油液的密度，确定流体粒子的质量；根据确定的所述流体粒子的体积和质量，在所述网格节点处，生成流体粒子。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在全流道轮腔模型区域内构建油液流动模型的步骤，包括：根据如下公式，构建油液流动模型；