[发明专利]高速列车铝合金齿轮箱的流场温度场耦合仿真分析方法

摘要

一种高速列车铝合金齿轮箱的流场温度场耦合仿真分析方法，属于高速列车齿轮箱领域。该方法的步骤为：首先根据流体域和固体域的互补性，建立齿轮箱整体结构流固耦合三维模型，然后对模型流体域和固体域进行有限元网格划分，根据齿轮箱构造及各部件相对运动关系，对齿轮箱进行产热散热热平衡分析，计算热损失参数和换热系数，最后对流固耦合整体模型进行流场温度场仿真计算，并参照轴承温度测试数据，验证分析方法的准确性。利用该方法对齿轮箱整体结构进行流固耦合动态实时仿真分析，研究工况复杂更接近实际工况。该仿真分析过程经济、迅速，具有更大的自由度和灵活性，大大减小产品的研发周期，提高了产品设计的效率。

主权项

1.一种高速列车铝合金齿轮箱的流场温度场耦合仿真分析方法，其特征在于，按以下步骤进行：步骤一：根据高速列车传动齿轮箱的结构组成，用三维建模软件建立齿轮箱的整体结构三维装配模型和齿轮箱的流体域模型，根据流体域和固体域的互补性装配流固耦合三维模型；所述的齿轮箱的整体结构三维装配模型即为固体域；所述的齿轮箱的流体域模型是根据齿轮箱和其流体之间互补性，齿轮箱整体减去齿轮箱内部零件结构得到的箱体空腔即可生成流体域模型，即流体域；步骤二：将流固耦合三维模型导入有限元软件，对齿轮箱流固耦合模型进行有限元网格划分；步骤三：根据齿轮箱构造及各部件相对运动关系，采用摩擦功率损失转化成热量的方法，根据齿轮箱产热与散热的热平衡条件，计算热损失参数和换热系数；步骤四：确定齿轮箱工作状态下的各个工况条件，将其以边界条件形式输入有限元软件中，进行热流耦合分析设置；步骤五：根据齿轮箱工作状态下的工况条件，对齿轮箱进行流体力学计算，得到不同工况下的分析结果；步骤六：实验数据的验证：参照轴承温度测试数据，与齿轮箱温度场的计算数据进行比对，验证分析方法的准确性。