[发明专利]一种挖掘机整机热平衡仿真方法及系统

权利要求书

1.一种挖掘机整机热平衡仿真方法，其特征在于，包括：

根据获取的挖掘机参数构建挖掘机整机模型，在挖掘机整机模型中设置风洞包壳模拟挖掘机整机模型所在外流场的风洞区域；

对风洞包壳定义边界，构建挖掘机虚拟运行环境，分别计算在挖掘机虚拟运行环境中挖掘机初始状态和挖掘机回转状态的工况温度；

根据液压油散平均温度和水散平均温度对工况温度进行修正，以修正后的工况温度作为热平衡温度，根据热平衡温度得到挖掘机整机模型的散热效率；

所述根据液压油散平均温度和水散平均温度对工况温度进行修正，包括：

修正后的液压油散热平衡温度为：

修正后的水散热平衡温度为：

其中，C_h1为挖掘机初始状态的液压油散温度，C_r1为挖掘机初始状态的水散温度；C_h2为挖掘机回转状态的液压油散温度，C_r2为挖掘机回转状态的水散温度；T₀为挖掘动作循环一次总时间，T₁为挖掘时间，T₂为提升回转时间，T₃为排料时间，T₄为返回时间。

2.如权利要求1所述的一种挖掘机整机热平衡仿真方法，其特征在于，

所述挖掘机整机模型中，对发动机舱填充螺栓孔、焊缝坡口及覆盖件间的缝隙；

将驾驶室、液压油箱、配重模拟为封闭的腔体；

对风扇采用旋转坐标系模拟；

对散热器采用多孔介质模型。

3.如权利要求1所述的一种挖掘机整机热平衡仿真方法，其特征在于，

对所述挖掘机整机模型进行三步包面，生成流体域。

4.如权利要求3所述的一种挖掘机整机热平衡仿真方法，其特征在于，所述三步包面包括：

根据挖掘机整机尺寸，构建长方体整机包壳，与风洞包壳进行包面；

对长方体包壳和挖掘机整机进行包面；

对散热器和风扇进行包面。

5.如权利要求1所述的一种挖掘机整机热平衡仿真方法，其特征在于，

采用体网格加密方法对所述挖掘机整机模型进行分层加密，划分网格加密区。

6.如权利要求1所述的一种挖掘机整机热平衡仿真方法，其特征在于，所述对风洞包壳定义边界包括：

在风洞包壳的前、后、左、右、顶、底六个面中，前面为风扇吸风对应的风洞包壳边界，设为滞止入口边界；后面、顶面及左右侧面均设为压力出口边界；底面设为壁面边界。

7.一种挖掘机整机热平衡仿真系统，其特征在于，包括：

整机模型构建模块，用于根据获取的挖掘机参数构建挖掘机整机模型，在挖掘机整机模型中设置风洞包壳模拟挖掘机整机模型所在外流场的风洞区域；

工况温度计算模块，用于对风洞包壳定义边界，构建挖掘机虚拟运行环境，分别计算在挖掘机虚拟运行环境中挖掘机初始状态和挖掘机回转状态的工况温度；

工况温度修正模块，用于根据液压油散平均温度和水散平均温度对工况温度进行修正，以修正后的工况温度作为热平衡温度，根据热平衡温度得到挖掘机整机模型的散热效率；

所述根据液压油散平均温度和水散平均温度对工况温度进行修正，包括：

修正后的液压油散热平衡温度为：

修正后的水散热平衡温度为：

其中，C_h1为挖掘机初始状态的液压油散温度，C_r1为挖掘机初始状态的水散温度；C_h2为挖掘机回转状态的液压油散温度，C_r2为挖掘机回转状态的水散温度；T₀为挖掘动作循环一次总时间，T₁为挖掘时间，T₂为提升回转时间，T₃为排料时间，T₄为返回时间。