调速型液力耦合器离心叶轮与流体力学的相互影响造成 叶子震动,叶子的不断比较严重震动将造成 叶子疲惫毁坏。液力偶合器的离心叶轮是传送驱动力的重要元器件,一旦产生常见故障,将立即造成 滚动轴承毁坏,威协发电机组的安全性运作,造成 整个设备无效。因此,研究液力偶合器叶轮与流体的流固耦合特性,掌握耦合器内部流体的流动状态及流固耦合机理对保障机组安全稳定运行具有实际意义。

 

　　调速型液力偶合器叶片与流体的相互作用是典型的流固耦合振动,但偶合器叶轮在黏性流场作用下的振动却是非常复杂的多场耦合的非线性振动,真实模拟流场与叶片间的相互作用及其耦合振动,揭示其内在机理比较困难。在交替法(弱耦合法)和整体法(强耦合法)这两种求解流固耦合的方法中,以交替求解法为常用方法,即对液力偶合器叶轮的流场和变形交替迭代,并以位移—压力格式考虑流体的不可压缩性对单个叶片在流体—结构相互作用下的动力特性进行计算,分析叶片在流固耦合状态下的特征。

 

　　交替求解法的计算流程表达为:

 

　　1、以未变形的结构作为流体的计算边界和计算流场,得到作用在结构表面的压力分布;

 

　　2、将得到的分布压力作用于结构,使构产生变形,并根据结构的变形修改流体边界及流体网格,重新进行流体的分析计算。调速型液力偶合器叶片流固耦合分析液力偶合器叶片流固耦合分析的目的在于研究液力偶合器叶片变形与流场间相互作用的规律,为液力偶合器叶片设计提供依据。

 

　　以CFD技术模拟调速型液力偶合器内部流体的流动,分析液力偶合器叶片表面的压力分布;应用有限元方法,计算出液力偶合器叶片的应力分布与位移,对叶片与流体的耦合过程进行数值模拟。分析结果表明,叶片变形导致的压力增大是叶片断裂的主要原因,最大限度地减小叶片变形是提高液力偶合器使用寿命的有效途径。