泥浆是轮毂轴承单体密封试验的重要环境介质,有严格的配比要求。泥浆的浓度及均匀性取决于搅拌过程,为了确保轮毂轴承单体密封试验结果的有效性,从确保泥浆浓度符合试验要求和降低搅拌能耗的角度出发,需要对搅拌参数进行优化。本文对轮毂轴承单体密封试验的搅拌装置泥浆浓度分布进行数值模拟,通过正交试验,实现对泥浆搅拌主要参数的优化,主要的工作内容:(1)分析了泥浆颗粒的粒径分布,将泥浆颗粒的粒径进行了加权平均简化处理。提出了泥浆浓度的描述方法,以及有限元数值模拟中泥浆浓度的描述方法,结合某轮毂轴承单体密封试验的既定泥浆浓度要求,讨论了取浆区域局部泥浆浓度达标率的要求。(2)介绍了数值模拟的控制方程和模型,采用了欧拉模型和标准k-ε湍流模型,模拟试验池内泥浆颗粒的静态沉降。对试验池内泥浆颗粒进行静态沉降实验,比较数值模拟和实验观测的泥浆颗粒沉降过程,通过分析数值模拟与实验观测得到的澄清区深度随时间变化的情况,验证欧拉模型和标准k-ε湍流模型用于泥浆浓度数值模拟的可行性。(3)建立轮毂轴承单体密封试验的泥浆搅拌有限元计算模型,旋转区域采用多重参考坐标系法,采用欧拉多相流、标准k-ε湍流模型,对泥浆搅拌过程进行数值模拟,分析泥浆浓度在不同截面的泥浆浓度分布,通过后处理软件给出不同截面上泥浆浓度达标区域。最后,对数值模拟数据进行处理,计算得到取浆区域局部泥浆浓度达标率及搅拌功率。(4)把取浆区域局部泥浆浓度达标率和搅拌功率作为试验指标,设计搅拌装置的多指标正交试验方案,通过各试验方案的数值仿真结果,研究泥浆搅拌主要参数对各试验指标的影响规律。根据轮毂轴承密封试验要求可知取浆区域泥浆浓度达标率指标和搅拌功率指标重要性不同,给出双指标综合评分的标准,对正交试验结果进行综合评分,得到搅拌装置主要参数的优化结果为:桨叶长度250mm、离底高度150 mm和搅拌转速120 r/min,并通过数值模拟验证了在该组参数下,取浆区域泥浆浓度达标率达到了取浆要求,且功耗最小。轮毂轴承单体密封试验的泥浆搅拌装置主要参数优化的研究成果,可为轮毂轴承单体密封试验的泥浆搅拌装置设计提供理论依据,以确保轮毂轴承单体密封试验结果的有效性。