多连杆式下斜刃横切剪剪切力数值分析

针对多连杆式下斜刃横切剪剪切力求解问题,采用有限单元法建立了数值求解模型。用装配后的实物进行了剪切实验,将数值解和实验解、文献解进行对比,三者结果之间比较吻合,验证了数值求解模型合理性。对不同带材厚度h、剪刃侧向间隙Δ、下剪刃斜度tanα、剪切液压缸伸出速度v及上下剪刃磨损量ω下的横切剪剪切力分布规律进行了归纳。分析结果表明,下剪刃磨损对剪切力的分布影响大于上剪刃的磨损,剪切厚度为6mm的带材的最佳剪刃侧向间隙Δ可取为(0.4±0.1)mm、下剪刃斜度tanα可取为1/25、剪切液压缸伸出速度可取为(300±50)mm/s。提出了横切剪在设计、选型、电气调试以及实际使用过程中的一些建议。

多变气热参数下大尺度槽深叶顶的流动换热特性

为了研究具有渐缩型面凹槽在不同深度下叶顶间隙的流动换热特性,针对某一级高压涡轮,在发动机五种典型工况下通过改变其凹槽深度,采用k-ω湍流模型以及自适应湍流模拟方法(SATES)分别进行定常和非定常的数值仿真分析。研究结果表明,凹槽深度是影响间隙泄漏流动和叶顶换热特性的重要因素,同时该影响趋势也受涡轮工作状态的限制。相比于深凹槽,浅凹槽方案的间隙泄漏量明显降低,对应的涡轮动叶出口总压损失系数也有所降低,这在涡轮小流量状态时尤为明显。然而,深凹槽设计在降低叶顶热负荷方面表现更好,其中槽深0.8H方案比槽深0.1H方案的叶顶平均努塞尔数降低38.3%~95.3%。定常和非定常两种计算方法主要影响了间隙内局部泄漏量和叶顶前部热负荷的预测值,并未改变流动换热特性的分布趋势。

跨音速流动中涡轮动叶叶顶的气膜冷却特性分析

为了掌握跨音速流动中涡轮动叶叶顶气膜冷却特性,采用压敏漆测试技术来研究叶顶间隙高度和质量流量比对叶顶气膜冷却特性的影响规律。研究结果表明:在小质量流量比条件下,增加叶顶间隙高度能够有效改善叶顶中弦区域的气膜覆盖,然而当质量流量较大时,叶顶间隙高度变化对叶顶中弦区域的气膜冷却效率分布影响并不明显;在小叶顶间隙高度条件下,随着质量流量比增加,叶顶中弦区域冷气覆盖效果逐渐变差,在大叶顶间隙高度条件下,仅当质量流量比从0.1%+0.05%增加到0.14%+0.07%时,叶顶中弦区域的冷气覆盖效果才有所改善。

基于正交试验的缝隙引流叶轮优化设计

为探究不同参数下缝隙引流叶轮对离心泵性能的影响,采用正交试验方法,以某型两级离心泵为研究对象,根据L_(6)(2^(1)×3^(2))正交表,选取小叶片包角、小叶片周向重叠度、缝隙宽度等3个参数作为试验因素,设计出6种叶轮。基于SST k-ω湍流模型对离心泵内部流场开展了数值计算工作,获得了各方案在不同工况下的性能曲线。采用极差分析法,探究了不同因素对扬程和效率的影响。对优化叶轮方案进行试验,获得泵试验性能曲线。结果表明,小叶片周向重叠度和缝隙宽度对扬程和效率影响较大,小叶片能有效改善两级叶轮内部的流动结构;采用优化叶轮方案后,离心泵额定点扬程增加2.3%,效率提高0.86%。对缝隙引流叶轮进行优化设计可有效提高泵性能。

钛合金紧固件双剪试验仿真分析

对低间隙TI-6AL-4V ELI六角头钛合金螺栓进行双剪试验,采用有限元仿真方法分析了剪切速率、刃口半径、剪切间隙等因素对螺栓性能的影响机制,以及各因素对螺栓力学性能的影响程度。结果表明:当刃口半径为0.1 mm时,仿真得到的结果与理想条件仿真结果的误差最大;剪切速率对试验结果的影响较小,当剪切速率为366.7 N/s时,螺栓剪切截面吸收的能量较高;剪切间隙对螺栓双剪试验结果的影响最大,随着剪切间隙的增加,仿真得到的结果与理想条件仿真结果之间的误差逐渐增大,说明在进行螺栓双剪试验时,应严格控制剪切间隙,避免剪切间隙对螺栓双剪试验结果产生影响;当刃口半径为0.2 mm、剪切速率为666.7 N/s、剪切间隙为0.002 5 mm时,仿真得到的结果与理想条件仿真结果之间的误差最小。

冷轧连续退火机组压块机工作原理及剪刃间隙调整方法

以某冷轧厂冷轧连续退火机组压块机为研究对象,分析了压块机的工作原理及其在连续退火机组生产使用中出现的剪刃崩口、剪刃掉落、剪刃松动等问题,并采取了相应的改进措施。同时,找出了一种有效可行的精确调整剪刃间隙的方法,经实践应用表明,改进后的调整方法使得剪刃间隙调整精度明显提升,取得了良好的效果。

M701F-3型燃气轮机二级轮盘间隙温度探讨

M701F-3型燃气轮机轮盘间隙温度,是检测机组是否正常运行的重要参数,第2、3、4级的轮盘腔室温度用热电偶监测,热电偶从静叶环导管插入气封体蜂窝密封底部。当轮盘温度高报警时,意味着透平烟气系统出现异常。为避免转子轮盘烧损,必须降低燃机负荷,从而降低轮盘间隙温度。本文通过对冬季燃机运行时,机组频发二级轮盘间隙温度高报警进行原因分析,并对后续解决问题提出相应的处理措施和改善方案。

叶轮机械中叶顶间隙形态对气动性能影响的数值研究

本文针对几种不同形态的叶栅顶部间隙，在环壁转动与静止的不同情况下，研究间隙内的泄漏流动对三维粘性流场的影响。结果表明，至少对本文算例而言，在相同的工作条件下，具有适当小间隙的叶栅往往可以获得比无间隙叶栅更高的效率；而在相同的切向泄漏面积下，沿流向渐扩型间隙的叶栅可以获得更高的效率．本文的结果可以从定性和定量的角度为改进设计并合理利用叶栅间隙的泄漏流动提供参考．

温度与转速对涡轮叶尖径向间隙的影响

给出了考虑温度和转速影响的涡轮叶尖径向间隙的分析计算方法。用ANSYS有限元软件计算出涡轮叶尖径向间隙的时间历程变化趋势 ,其中叶盘径向位移主要考虑温度和转速的影响 ,机匣径向位移主要考虑温度的影响。该分析计算方法为进一步开展涡轮叶尖径向间隙主动控制的研究奠定一定的基础。

轴流泵叶片外缘修圆对泵性能的影响

为了改善轴流泵叶顶间隙的流动,减少其空化空蚀的发生,通过3种方案对轴流泵叶片外缘进行修圆角.利用计算流体动力学软件FLUENT对不同方案下的间隙流场进行数值摸拟研究,重点分析叶片修圆前后叶顶间隙流场的压力分布和速度分布规律.结果表明,修圆叶片压力面外缘有利于改善间隙流场的流动,可降低间隙空化空蚀的发生,而对泵的总体性能影响不大.

径向间隙及叶片型线对液环泵性能影响的分析

采用欧拉气液两相流动模型对液环真空泵内部三维非稳态气液两相流动进行数值模拟,通过数值模拟研究叶轮与壳体间的径向间隙及叶片型线对液环泵性能的影响,分析了液环泵内液相能量转换的规律,分析了前弯、后弯及直叶片不同叶片型线液环泵性能曲线,分析了叶轮径向间隙对液环泵性能的影响。数值模拟结果表明后弯叶片、径向直叶片和前弯叶片下液环泵的极限真空度和最大流量依次递增;随着叶轮径向间隙的减小,液环泵的极限真空度和最大流量逐渐增大。为液环泵的性能优化研究提供了理论依据。

不同条件下大气压脉冲弥散放电特性

利用上升沿约0.5μs、半高宽约6μs、幅值可达40kV的微秒脉冲电源和上升沿约150ns、半高宽约300ns、幅值可达50kV的纳秒脉冲电源激励大气压弥散放电,并分别采用刀型和锯齿电极放电。通过电压电流测量和发光图像拍摄,改变施加电压种类、脉冲重复频率、高压电极结构和气隙距离等参数,研究了不同条件下弥散放电特性。实验结果表明:纳秒脉冲电源和微秒脉冲电源均能在大气压空气中激励大面积的弥散放电,弥散放电面积最大达90cm2;放电的均匀性受脉冲参数与电极形状影响显著,其中刀型电极条件下纳秒脉冲激励的弥散放电均匀性最佳;相同条件下纳秒脉冲弥散放电的瞬时功率大于微秒脉冲弥散放电,最高可达275kW,而纳秒脉冲弥散放电的能量小于微秒脉冲弥散放电;保持其他条件不变,弥散放电传导电流幅值随着气隙距离的增加而降低,放电强度随着脉冲重复频率的增加而增强,弥散放电的工作电压范围随着脉冲重复频率的增加显著降低。因此在低频、刀型电极结构中易于获得均匀与较大工作电压范围的大气压弥散放电。

浅谈汽轮机叶片围带间隙设计的重要性

动叶片围带间隙设计时,围带的间隙过大或过小对叶片的强度与振动有很大的影响,如果控制不好会造成致命的叶片事故,通过工程案例讨论了叶片围带间隙设计的重要性。

自带冠叶片冠间接触碰撞减振研究

自带冠叶片因冠间接触碰撞而具有很好的减振效果。文中,自带冠叶片等效为弹簧 -质量模型;冠间的接触碰撞简化为有间隙的弹簧-干摩擦阻尼模型,建立了该结构的振动方程。响应的特性分析结果表明:当冠间的相对位移大于间隙值时,冠间的接触碰撞起作用,叶片的振动量随间隙的减小而减小;冠间刚度为叶片等效刚度的1. 3倍左右时,减振效果最好。同时,在冠间间隙可调的自带冠叶片冠间接触碰撞振动实验台上,测得了不同间隙下转子升速时叶片根部的动应变。实验结果和计算分析结果基本一致,进一步证明了这种结构是一种很好的减振结构。

双级贯流式水轮机一级叶片轮缘间隙流动的数值模拟

基于N—S方程、κ-ε湍流模型和MRF法,在额定工况下对双级贯流式水轮机一级叶片不同的轮缘间隙进行了全流道数值模拟,采用分块网格技术对流道划分网格并对间隙进行加密处理,应用SIMPLEC算法进行近似数值模拟计算,分析了轮缘间隙对水轮机性能、叶片表面流动及间隙流动影响。通过对水轮机间隙流动的定性分析与定量计算,揭示了双级贯流式水轮机一级叶片轮缘间隙内流动规律。

斜刃月牙剪冲裁分析与研究

利用Ansys ls-dyna软件,建立了某酸洗-连轧机组的斜刃月牙剪冲裁模型;分析了不同剪切工艺参数下的剪切力峰值的分布规律;讨论了上、下剪刃不同磨损、剪刃侧向间隙、带材厚度对剪切力的影响;结合理论公式验证了模型的合理性;拟合得到了冲裁力公式。分析结果表明,剪刃侧向间隙δ取(0.3±0.1)mm或为(1/30~1/15)h(h为带材厚度)时,剪切表面质量较好;在不考虑剪刃磨损下,剪切工艺范围内带材的最大剪切力在35 kN左右。研究结果为优化剪切工艺参数、分析剪刃寿命以及详细结构优化设计和电气调试提供了理论参考。

三点滚轮剪板机刀口间隙调节装置的设计

介绍三点滚轮剪板机的导轨结构和刀口间隙的调节原理,设计了一种利用手轮调节表调节刀口间隙的装置,可以直观的显示刀口间隙值,方便用户调节剪板机的刀口间隙。

缝隙引流叶轮的优化设计

以带缝隙引流叶片的低比转速离心泵叶轮为研究对象,研究了缝隙引流叶片的位置对低比转速离心泵水力性能的影响.基于叶片参数化设计、网格划分、CFD(computational fluid dynamics)计算和后处理过程全自动集成的优化平台,以离心泵叶轮水力效率最大化为目标函数,采用实验设计法(design of eXperiments,DOE)和序列二次规划法(sequential quadratic programming,SQP)组合策略进行优化设计.将优化后得到的新叶轮和原始叶轮进行对比分析发现,优化后泵流道内堵塞情况减少,扬程提高,0.6Q工况以后优化叶轮的效率比原始叶轮高,同时最高点效率提高了2%以上.研究结果表明,该设计方法切实可行.

离心泵间隙对压力脉动及径向力的影响

针对采用超厚叶片的离心式无过载潜水排污泵非定常流动所引起的蜗壳流道内的压力脉动及壁面受到的径向力的问题,基于标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法,研究了间隙对压力脉动及径向力的影响.设计了基圆直径D3分别为390,435,460 mm的3种计算模型,通过对3种模型进行非定常计算,得到由于间隙的变化导致的隔舌处压力脉动的特性及蜗壳壁面所受径向力的变化规律.计算结果表明:由于叶片和隔舌的动静干涉作用,蜗壳流道内各监测点的压力脉动及壁面所受径向力的变化具有明显的周期性;蜗壳内各监测点压力脉动的主频均为叶片通过频率;在相同流量下,间隙越小,压力脉动越剧烈,主频处的脉动幅值越大;同一计算模型,随着流量的增大,在一个旋转周期内蜗壳壁面所受到径向力的平均值先减小后增大;与原始方案相比,在相同流量下,间隙增大或减小,径向力的平均值均会增大.

考虑榫槽/榫齿配合间隙的叶盘结构疲劳寿命稳健性优化研究

为了更好地满足榫齿结构的设计、加工和制造需求,同时提高叶盘结构的疲劳寿命稳健性,利用有限元方法对不同配合间隙下的应力应变进行计算,揭示并分析了叶盘结构疲劳寿命随配合间隙的变化规律,综合考虑载荷、材料参数、配合间隙不确定性的情况下,利用二次多项式响应面分别建立了随机变量与叶盘疲劳寿命的近似函数关系,并结合多目标规划理想点法建立了叶盘结构疲劳寿命多目标稳健性优化模型。优化结果表明:叶片、轮盘疲劳寿命均值分别增加了3.24%和1.93%,疲劳寿命概率区间分别降低了10.13%和8.16%,叶盘结构疲劳寿命对参数变化的敏感度降低,有利于更加准确地进行寿命评估。