非線性多變量潤(rùn)滑系統(tǒng)的建模仿真與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文將實(shí)驗(yàn)、建模、算法研究與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)相結(jié)合并首次應(yīng)用在非線性多變量鏈條自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)中，所獲得的成果為該系統(tǒng)的推廣應(yīng)用和進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了有價(jià)值的參考依據(jù)。論文選題來(lái)自于作者與英國(guó)某大學(xué)的合作研究項(xiàng)目。研究對(duì)象為摩托車鏈條自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)。研究目的：①在確保潤(rùn)滑效果的前提下，確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑油種類與潤(rùn)滑效果之間的關(guān)系，為使用者提供最佳工作狀態(tài)下的參考查詢；②解決系統(tǒng)在最佳潤(rùn)滑效果條件下的結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題。研究意義：縮短產(chǎn)品

2、的研發(fā)周期，提高產(chǎn)品的使用與開發(fā)效率。此外，對(duì)該潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)后還有望用于其它需要持續(xù)、精密潤(rùn)滑的場(chǎng)合以及小型、微型機(jī)械裝置的潤(rùn)滑系統(tǒng)中。所以，該項(xiàng)目的研究具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 論文的主要研究工作和成果： 1．實(shí)驗(yàn)研究：在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下獲得了系統(tǒng)在各種工況條件下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析討論了影響系統(tǒng)性能的主要因素，為系統(tǒng)建模、算法研究與仿真分析奠定了基礎(chǔ)。 2．建模分析：應(yīng)用Navier-Stocks方程，推

3、導(dǎo)建立了描述系統(tǒng)中潤(rùn)滑油流體運(yùn)動(dòng)的非線性偏微分控制方程組，利用有限體積方法對(duì)其進(jìn)行離散，獲得了描述系統(tǒng)中潤(rùn)滑油運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)學(xué)模型及邊界條件。 3．算法研究：提出應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法用于系統(tǒng)的分析研究中，并對(duì)其算法進(jìn)行了研究對(duì)比，驗(yàn)證了所建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的合理性。 4．仿真分析：基于算法研究和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，提出運(yùn)用FLUENT軟件和MATLAB軟件建立了系統(tǒng)的CFD和BP、 RBP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)仿真模型

4、，并應(yīng)用該模型對(duì)系統(tǒng)的工作特性進(jìn)行仿真和預(yù)測(cè)，獲得系統(tǒng)在多種工況下潤(rùn)滑油的滴落速率，建立了系統(tǒng)在最佳潤(rùn)滑狀態(tài)下的使用查詢關(guān)系，為系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供參考依據(jù)，從工程應(yīng)用上驗(yàn)證了所建立系統(tǒng)模型的正確性。 5．效果與結(jié)論：對(duì)計(jì)算流體力學(xué)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種方法的仿真效果進(jìn)行比較可見：CFD仿真模型可以動(dòng)畫地顯示系統(tǒng)中潤(rùn)滑油實(shí)際工作時(shí)的流動(dòng)情況，具有實(shí)時(shí)觀測(cè)和形象逼真的特點(diǎn)，但其仿真速度較慢；而BP、 RBP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)仿真模型具有訓(xùn)練速度快、仿

5、真精度高等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了CFD仿真速度慢的不足。研究結(jié)果表明：兩種模型的綜合使用獲得了與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致的結(jié)論，能夠很好地仿真系統(tǒng)的工作特性，為系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用與開發(fā)改進(jìn)提供了理論研究依據(jù)。 經(jīng)調(diào)研與查閱文獻(xiàn)可知，本文對(duì)小管徑中液體流動(dòng)的分析與研究所運(yùn)用的方法及獲得的研究成果在國(guó)內(nèi)及國(guó)外尚屬前沿。目前，該成果己直接應(yīng)用于英國(guó)某生產(chǎn)廠的摩托車鏈條自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)的使用與設(shè)計(jì)改進(jìn)當(dāng)中，為替代耗資與費(fèi)時(shí)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備提供了理論研究及仿真分析的根據(jù)，對(duì)