摘要：针对一款高温工作下的对中机械臂的热防护需求，设计了一种水冷装置，通过ANSYS Workbench仿真软件中的流体与稳态热分析模块，进行热流耦合的数值模拟，验证设计的合理性。建立对中机械臂-水冷机构-液压缸多物理场的耦合模型，通过双向耦合器进行耦合，使流体（冷却水）与固体（机械臂）通过共轭传热界面实时交换能量，分析水冷系统的传热特性、流场分布及机械臂的温度场响应。分别对入口流速为1 m/s、2 m/s、3 m/s和4 m/s进行仿真，分析流体入口的速度对水冷系统散热效果的影响。结果表明，冷却水流速超过2 m/s时，在有效规避汽化风险的同时，将液压缸区域温度降至28.3 ℃，远低于液压缸区域的安全工作温度，验证了水冷装置的合理性。本研究为高温环境下机械臂的热防护设计和水冷散热的热流耦合分析提供了理论依据。
文章目录
1 水冷机构的设计及工作原理
2热流双向耦合仿真分析
2.1内流道抽取
2.2网格划分与模型预处理
2.3湍流模型
2.4参数设置
2.5系统双向耦合器设置
2.6入口流速的优化与仿真
3结果分析
4 结语
