摘要水洞是研究流体力学的一种重要的实验设备，并且能够利用其制造水下航行器以及水面舰艇。本课题任务是进行旋转式高速水洞设计——动潜体式旋臂系统的设计。本毕业论文综述了国内外对水洞的研究成果以及水洞的发展过程。根据课题旋臂系统的具体需求，综合利用流体力学，材料力学，机械设计，机械制造，有限元分析等学科知识进行旋臂系统的运动分析，受力分析，结构设计以及利用有限元计算软件进行旋臂系统的强度以及刚度校核。最后通过绘制工程图，将设计理念具体展现在读者面前。10099
关键词 水洞 流体力学 旋臂 机械设计
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title High-speed Water Tunnel of Rotary Design —Arms System of Move Dives Style Design
Abstract Water tunnel is a kind of important experimental equipment used to research fluid mechanics, and can be used to manufacturing underwater vehicle and surface ship. The task of this topic is working on High-speed Water Tunnel of Rotary Design——Arms System of Move Dives Style Design. In this paper, we reviewed the research results and the process of development of water tunnel. According to the requirements of arms system, we make a comprehensive utilization of Material mechanics, mechanical design, mechanical manufacturing, and finite element analysis for motion analysis, stress analysis, structure design and using the finite element calculation software checking intensity and stiffness of arms system. Finally by engineering drawing, we will show the design concept before the readers in specific.
Keywords Water Tunnel Fluid Mechanics Arms Mechanical Design
目 录
1 绪论 1
1.1研究背景与意义 1
1.2本文研究的主要内容 6
2 动潜体式旋臂系统的结构设计 9
2.1 运动分析 9
2.2 旋臂系统受力分析 10
2.3 旋臂结构初设计 12
2.4旋臂结构具体设计 14
2.5旋臂结构调整 17
3 旋臂系统有限元分析 19
3.1有限元简介 19
3.2有限元建模 20
3.3结果分析 22
4 旋臂整体结构设计 25
4.1 旋臂模型与试件的连接方式设计 25
4.2旋臂系统与轴的连接方式设计 27
结论 29
致谢 30
参考文献 31
1 绪论
1.1研究背景与意义
水洞是流体动力学研究中的的一种重要试验设备，主要运用于水下航行器的研制，对于当代我国海洋事业的发展具有巨大的作用。可用来研究边界层现象、尾流、湍流，特别是气蚀，水弹性现象和自由液面现象，以及水流与试验物体之间的作用力。水洞是一个流速和压力可以分别控制的水循环系统。气蚀，也叫做空化，是由于在流动的动力作用下局部压力降低而引起的水的蒸发，它依赖于实验水流中的绝对压力。水弹性，指的是实验物体的弹性特性与水流之间的相互作用。自由液面水洞能够研究自由液面水洞。
图1.1小型水洞模型
流体力学是一门应用性学科，主要研究流体在各种力的作用下的平衡和运动规律以及其在工程中的实际应用[13]。流体力学是力学的一个分支，是在人类同自然界作斗争和长期的生产实践中，通过科学研究和实践活动逐步发展起来的。人类研究流体运动的历史可以追溯到公元前两千多年我国的大禹治水，公元前4世纪古罗马人建造的城市供水系统，公元前3世纪阿基米德发现的浮力定律和我国四力I建造的都江堰水利工程等，这些都是人类在流体力学领域研究实践所取得的重要标志性成果。现代意义上的流体力学形成以普朗特研究出边界层理论为标志，取得了大量研究成果，对空气动力学、湍流和涡旋理论等方面的研究，也取得了卓越成就，为现代流体力学奠定了基础。同时，中国一批以周培源、钱学森为杰出代表的科学家，对流体力学也进行了长期持续的研究，在湍流理论和空气动力学等许多重要研究领域获得了丰硕的成果。应当指出，流体力学的研究成果对科学的贡献不局限于本学科，而是被推广应用到其他学科领域中，有的已成为新学科的理论基石，为新的研究方向提供理论支撑。 旋转式高速水洞设计动潜体式旋臂系统设计:http://www.youerw.com/jixie/lunwen_9056.html