限矩型液力偶合器作为大型机械装备的核心部件,其传动性能对装备工作效率的好坏有直接影响,而传动性与工作腔的形状变化密切相关,因此对其内部运行机理的分析非常有必要。目前国内对限矩型型液力偶合器的研究还处于发展阶段,主要是对偶合器内部流场、压力和矢量分布的研究以及结构优化设计。对限矩型液力偶合器的流固偶合研究却比较少,并且在国外这方面的论文都处于加密状态。针对D483限矩型液力偶合器在正常工况下出现连续破损的原因,判断偶合器工作过程中工作腔内出现了异物,对异物出现的原因作出了两种解释,一种是偶合器自身零件掉落,另一种是没有出现裂纹的合格叶片或长时间工作而出现裂纹的不合格叶片受到工作液的作用力发生叶片掉落。因此采用单向流固耦合的流固耦合方法(FSI)对叶片进行静力学分析对比并查看偶合器的生产日期与投产时间。在流场数值计算中分析出随转速比不断提高流场运动规律和工作腔中的二次流、回流等消耗能量的现象;在静力学计算中分析出随转速比提高叶片的受力特性与变形规律。根据数值计算结果对叶片的连续破损机理进行对比,分析出由于偶合器自身零件掉入高速运转的工作腔对叶轮造成连续破损。主要研究内容和结论如下:(1)偶合器流场分析理论与方法基于限矩型液力偶合器的循环对称结构,截取了适合的模型作为周期性结构模型,降低对计算的内存与计算速度的要求;为了考虑网格的准确性和经济性,对不同数量和质量的网格进行对比分析,作无关性验证,选择合适的网格;通过对比各种湍流模型的优缺点,确定了合适的湍流模型为标准k-ε,结果显示这种湍流模型精度高、稳定性好且收敛速度快;采用滑动网格技术精确地传递了泵轮和涡轮之间的数据传递。(2)偶合器的流场仿真计算本文对限矩型液力偶合器全充液工况下不同转速比工作点进行分析。建立了偶合器的几何模型,采用布尔相减运算获得流道模型,截取周期性几何模型;采用标准k-ε湍流模型获取了不同转速比运行状态下,工作腔内的速度、压力以及矢量分布,精确地分析工作腔内的二次流、回流、旋涡等损耗能量的现象,为偶合器的结构优化提供了一种有效途径,并得到其转矩分布特性,发现了转矩传递过程中的能量损耗。(3)偶合器的静力学计算分析为研究工作液对叶轮的作用力,选择单向流固耦合的分析方法,将ANSYS Fluent流场分析的数据结果作为STATIC Structural静力学分析的外部载荷施加于偶合器工作腔内表面,并对泵轮和涡轮施加对应转速下的离心载荷,通过迭代计算得出偶合器叶轮的等效压力与等效变形量。将最小转速比i=0产生的最大等效压力值与叶轮材料的极限应力作对比,并通过查看破损偶合器的生产日期与投产时间,发现不出现裂纹的合格叶片的材料强度满足偶合器工作强度要求而且破损的偶合器属于刚投入生产的合格产品,对此分析出偶合器自身零件掉入高速运转的工作腔对叶轮造成连续破损。