油膜观察者之CASPAR案例解析

CASPAR软件作为一种专用性极强的功能软件,其最大的特点即优势之一就是在于引入了弹性流体动力学模型,即EHD(Elasto-Hydrodynamic Deformation)模型。由于在摩擦副油膜(滑靴副、配流副、柱塞副)之间的静压和动压效应,会使得在摩擦副油膜具有很高的压力。在高的油液压力的作用下,会使得滑靴、斜盘、柱塞等零件表面产生应力应变,发生变形,这种现象被认为是一种弹性流体动力学模型,即EHD(Elasto-hydrodynamic Deformation)模型。

通常情况下,在进行柱塞泵摩擦副计算的过程中,往往将零件设定为刚体,即其在受压的工况下不会由于油液压力的变化而产生表面变形,这样虽然可以在很大程度上简化仿真计算的过程,但是其在计算结果上并没有严格符合实际情况,故只可以被认为是一种近似的计算过程

CASPAR软件开拓性的将EHD模型引入仿真计算之中,在计算油膜厚度的计算时,将零件的表面形变量考虑的其计算结果中,可以更加真实的对摩擦副油膜的厚度、压力等特性进行有效的动态分析,其结果更加接近真实工况,进一步的提高了CASPAR仿真的可靠性、真实性。

EHD模型的引入

在CASPAR中零件的变形通过有限元方法进行计算。通过生成网格文件,可以对各个零件的材料属性进行定义,从而计算其表面变形情况。在表面网格划分的过程中,需要对于摩擦副油膜直接接触的接触面网格进行局部加密,这样可以提高有限元计算的计算精度,确保计算结果的质量。通过在滑靴表面加载负载压力,进而可以计算各个节点上滑靴的模型表面变形量。

油膜观察者之CASPAR案例解析

滑靴模型的有限元方法及弹性变形情况 [2]

 

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