طريقة تصميم التحسين البارامتري لألواح الاحتكاك للقوابض اللزجة المائية

ركزت هذه الدراسة على وتيرة الاحتكاك التصميمية لخدش الأوعية الدموية المائية. تهدف إلى تحقيق ناقل حركة عالي الثنية مع تقليل درجات حرارة فيلم الزيت. طورت دراستنا طريقة تحسين ، تجمع بين المقايسات الأمامية ومنهجية سطح الاستجابة لتصميم هيكل لوحة الاحتكاك.

هذه الطريقة قابلة للتطبيق على لوحة الاحتكاك من إعدادات مختلفة ، مما يوفر تنوعا وكفاءة. للبدء، افتح محطة عمل طاولة العمل واسحب الهندسة من صندوق الأدوات وأنظمة المكونات والهندسة إلى المنطقة التخطيطية للمشروع. انقر بزر الماوس الأيمن فوق الهندسة وحدد استيراد نموذج هندسي لاستيراد النموذج المكتمل ، وانقر لتحرير نموذج الهندسة في المطالبة بالفضاء.

في شريط أدوات المطالبة بالمساحة ، انقر فوق إصلاح ، ثم حدد حواف إضافية وحواف مقسمة لإكمال الإصلاح ، ودمج الخطوط المنقسمة المتأثرة. ثم انقر فوق التصميم والتحديد ، في التحديد. حدد السطح الداخلي للنموذج وانقر فوق إنشاء NS في المجموعة، مع تسميته بمدخل.

باستخدام نفس العملية ، انقر فوق السطح الخارجي وقم بتسميته مخرج. ثم انقر فوق سطح الجدار السفلي الأملس وقم بتسميته B كسطح الجدار ، حيث يلامس فيلم الزيت وسادة الاحتكاك السلبي. حدد جميع الأسطح غير المسماة وقم بتسميتها Z كسطح الجدار الدوار حيث يلامس فيلم الزيت وسادة الاحتكاك النشطة.

الآن ، قم بإنهاء مطالبة المساحة واحفظ الملف لإكمال المعالجة المسبقة للنموذج. في محطة عمل طاولة العمل ، اسحب بطلاقة من أنظمة مكونات صندوق الأدوات ، وقم بطلاقة إلى المنطقة التخطيطية للمشروع حيث تمت إضافة الهندسة. انقر فوق الهندسة واسحب الماوس إلى الشبكة في المشروع بطلاقة لربط وحدة الشبكة الخاصة بها ببيانات المنبع للهندسة.

انقر نقرا مزدوجا لفتح الشبكة وحدد الهندسة المانعة لتسرب الماء لتقسيم الشبكة ، ثم اتبع سير العمل خطوة بخطوة لاستيراد نموذج الهندسة وإضافة حجم محلي. انقر فوق إنشاء شبكة سطحية. اضبط الحد الأدنى للحجم على 0.3 ملليمتر، والحد الأقصى للحجم على ثمانية ملليمترات، وزاوية معيار الانحناء على 10.

بعد تعيين هذه المعلمات، انقر فوق إنشاء شبكة السطح. تحقق من جودة شبكة السطح بالنقر بزر الماوس الأيمن على شبكة السطح التي تم إنشاؤها وتحديد إدراج جودة شبكة السطح المحسنة. اضبط الحد الأدنى لجودة الشبكة على 0.7 وانقر فوق موافق لإكمال التحسين.

انقر فوق وصف نموذج الهندسة. اختيار نموذج الهندسة على أنه يتكون فقط من منطقة سائلة بدون فجوات ، مع الاحتفاظ بالخيارات الأخرى في الإعدادات الافتراضية بالتتابع. انقر فوق وصف البنية الهندسية وتحديث إعدادات نوع المنطقة، مع الحفاظ على الإعدادات الافتراضية وإكمال العملية.

انقر فوق إضافة طبقة حدودية، وحدد ثلاثة لعدد الطبقات مع الاحتفاظ بالإعدادات الأخرى في الإعدادات الافتراضية. انقر فوق إنشاء شبكة حجم وأدخل جودة شبكة حجم محسنة لضمان تجاوز جودتها 0.12. بعد إنشاء الشبكة، انقر فوق التبديل إلى الحل وانتظر حتى يكتمل تقسيم الشبكة والاستيراد إلى وحدة التحليل.

قم بالتبديل من تقسيم الشبكة إلى وضع المحلل. بمجرد الانتهاء من تحميل الشبكة ، انقر فوق التحقق في القائمة العامة للتحقق من فعالية نموذج العناصر المحدودة ، وتحقق مما إذا كانت الشبكة تحتوي على أي حجم سالب. افتح معادلة الطاقة في إعدادات النموذج.

أدخل واجهة إعدادات النموذج اللزج. حدد النموذج الرقائقي وقم بتمكين خيار التسخين اللزج. قم بتعديل معلمات المواد وفقا لخصائص المادتين المقدمتين ، وضبط المادة السائلة المسماة الهواء والمادة الصلبة المسماة الألومنيوم.

انقر فوق شروط الحدود. حدد سطح جدار وسادة الاحتكاك النشط ، المسمى Z.انقر فوق إعدادات الزخم وقم بتعيينه كسطح جدار دوار عند 100 راديان في الثانية حول المحور Y مع حالة مطلقة من عدم الانزلاق. انقر فوق شروط الحدود.

حدد سطح جدار وسادة الاحتكاك السلبي ، المسمى B.انقر فوق إعدادات الزخم وقم بتعيينه كسطح جدار ثابت بحالة مطلقة من عدم الانزلاق. قم بتعيين الشروط الحدودية المتعلقة بنقل الطاقة عبر اقتران النظام. بعد ذلك ، اضبط شروط حدود المخرج عن طريق تحديد المخرج ، وضبطه على مخرج الضغط بضغط قياس صفر.

اضبط شروط حدود المدخل عن طريق تحديد المدخل ، وضبطه على مدخل السرعة بسرعة تدفق متر واحد في الثانية ، ودرجة حرارة مدخل تبلغ 30 درجة مئوية. انقر فوق إعدادات الحل. حدد خوارزمية المبسطة لطريقة الحل.

اختر تنسيق اتجاه الريح الأول للزخم والطاقة واحتفظ بالقيم المتبقية افتراضية. اضبط حالة المجال الحسابي في اللحظة الأولية بدرجة حرارة ابتدائية تبلغ 26 درجة مئوية ، وضغط صفر باسكال ، وسرعة صفرية في الاتجاهات X و Y و Z. قم بتعيين عدد التكرارات إلى 300.

انقر فوق حساب وانتظر النتائج. بمجرد اكتمال العمليات الحسابية، انقر فوق النتائج متبوعة بالتقارير والتدفقات. حدد معدل التدفق الكتلي والتدفقات وتحقق من قيم المدخل والمخرج للتأكد من أن الخطأ أقل من 0.1٪ حلل النتائج بالنقر فوق النتائج ، متبوعة بالتقارير والقوى ، واختيار عزم الدوران حول المحور Y لسطح الجدار B وتفسير القيمة اللزجة على أنها عزم الدوران الهائل من فيلم الزيت.

الآن ، اخرج من وحدة حساب تدفق السوائل. اسحب النتائج من أنظمة مكونات صندوق الأدوات والنتائج إلى مخطط المشروع حيث تكتمل المحاكاة. ثم اربط الحل بوحدة النتائج.

أدخل النتائج ، وانقر فوق الآلات الحاسبة ، وحدد آلة حاسبة الوظيفة لحل متوسط درجة حرارة فيلم الزيت ، وانقر فوق حساب للحصول على النتيجة. في برنامج خبير التصميم ، انقر فوق تصميم جديد. تحت سطح الاستجابة ، حدد المربع Ben Ken لإنشاء نموذج تحسين ثلاثي العوامل ومستويين.

انقر فوق العوامل الرقمية لتحديد ثلاثة عوامل ، عدد أخاديد الزيت الشعاعي في وسادة الاحتكاك ، وعمق الأخاديد ، وطول قوس أخاديد الزيت. ثم املأ الجدول المقابل. أدخل قيم المستوى المرتفع والمنخفض التي تم الحصول عليها من تحليل العوامل المؤثرة الثلاثة في الجدول المقابل.

اضبط النقاط المركزية لكل كتلة على خمس ، ثم انقر فوق الخطوة التالية لتغيير متغيرات الاستجابة إلى اثنين ، وهما عزم الدوران الذي ينقله فيلم الزيت ومتوسط درجة حرارة فيلم الزيت. انقر فوق إنهاء لإنشاء 17 مجموعة من نقاط العينة العشوائية. كرر عملية تحليل المحاكاة للحصول على عزم الدوران المرسل ومتوسط درجة حرارة فيلم الزيت بعد إعادة التركيب.

دمج المتغيرات المتوقعة A و B و C لمجموعات التأثير الثلاثة مع النتائج المحاكاة لتشكيل جدول متغير جديد. ثم حدد تربيعي لترتيب العملية في النموذج. اختر متعدد الحدود لنوع الطراز واحتفظ بالإعدادات الأخرى الافتراضية.

بعد إنشاء نموذج سطح الاستجابة ، احسب كل من عزم الدوران ومتوسط درجة الحرارة. قم بإجراء تحليل أخطاء للنموذج من خلال النقر على تحليل المتغيرات وتحليل قيم دقة R تربيع و adec في إحصائيات الملاءمة ، للتحقق من الامتثال للمعايير. انقر فوق التحسين ، متبوعا بالعددية والمعايير ، مع الحفاظ على نطاقات العوامل المؤثرة الثلاثة دون تغيير.

ثم انقر فوق الحلول للعثور على الحد الأقصى لعزم الدوران والحد الأدنى لمتوسط درجة الحرارة للقيم التقريبية. احسب النتائج للمصفوفات المختلفة ، مع تسمية المجموعة الأولى على أنها الحل الأمثل للنموذج. حددت عملية النمذجة والمحاكاة معلمات أخدود لوحة الاحتكاك وتحسينها والتي تؤثر بشكل كبير على درجة حرارة فيلم الزيت وعزم الدوران المنقول.

ينخفض عزم الدوران المرسل مع زيادة عدد أخاديد الزيت الشعاعية ، لكن متوسط درجة حرارة فيلم الزيت ينخفض وفقا لذلك. وبالمثل ، فإن زيادة طول قوس عمق الأخدود للأخاديد الشعاعية وعدد أخاديد الزيت المحيطية ، تسبب في انخفاض مماثل في عزم الدوران المرسل ، وانخفاض ملحوظ في متوسط درجة حرارة فيلم الزيت بدرجات مختلفة. أنتجت ثلاثة هياكل أخدود تمثيلية توزيعات درجة حرارة طبقة الزيت المميزة ، مع اختلافات ملحوظة في مناطق درجات الحرارة المرتفعة للحلقة الخارجية.

أظهر نموذج سطح الاستجابة لمتوسط درجة حرارة طبقة الزيت وعزم الدوران محاذاة جيدة بين القيم المتوقعة والفعلية. أنتج تفاعل رقم الأخدود الشعاعي وعمق الأخدود سطحا مائلا لاستجابة عزم الدوران ، بينما أظهر تفاعل عمق الأخدود وطول القوس تدرجا أكثر حدة. أدى تفاعل رقم الأخدود الشعاعي وعمق الأخدود إلى خلق تدرج تدريجي في متوسط درجة حرارة فيلم الزيت ، بينما أسفر تفاعل عمق الأخدود وطول القوس عن انتقال لوني أكثر وضوحا.