Time-dependent Vibration Frequency Reliability Analysis of Blade Vibration of Compressor Wheel of Turbocharger for Vehicle Application

Blade vibration failure is one of the main failure modes of compressor wheel of turbocharger for vehicle application. The existing models for evaluating the reliability of blade vibration of compressor wheel are static, and can not reflect the relationship between the reliability of compressor wheel with blade vibration failure mode and the life parameter. For the blade vibration failure mode of compressor wheel of turbocharger, the reliability evaluation method is studied. Taking a compressor wheel of turbocharger for vehicle application as an example, the blade vibration characteristics and how they change with the operating parameters of turbocharger are analyzed. The failure criterion for blade vibration mode of compressor wheel is built with the Campbell diagram, and taking the effect of the dispersity of blade natural vibration frequency and randomness of turbocharger operating speed into account, time-dependent reliability models of compressor wheel with blade vibration failure mode are derived, which embody the parameters of blade natural vibration frequency, turbocharger operating speed, the blade number of compressor wheel, life index and minimum number of resonance, etc. Finally, the rule governing the reliability and failure rate of compressor wheel and the method for determining the reliable life of compressor with blade vibration is presented. A method is proposed to evaluate the reliability of compressor wheel with blade vibration failure mode time-dependently.

不落轮镟床碎屑机传动机构故障分析

针对不落轮镟床碎屑机屡次故障问题,通过采用额定电流计算、金属材质特性分析、疲劳曲线以及断面纹理分析等方式,结合现场实际对碎屑机传动机构多种故障原因进行分析。提出了后续改进措施及建议,采取更合理的维护保养措施后,延长了设备正常使用的寿命,有效提高了作业效率,也可为同类设备故障分析处理提供相关参考。

杯型砂轮平面磨削的磨削力模型研究

风电叶片的表面处理是其制造过程中的重要步骤。磨削力是影响表面质量、打磨效率和磨削温度的主要因素,目前普通砂轮磨削力在理论和实验上都得到很大的发展。针对基于风电叶片表面处理的杯型砂轮磨削理论模型研究,利用未变形临界磨削深度分析材料的去除方式,提出了一种杯型砂轮高速精磨的磨削机理。通过运动学分析提出了打磨的未变形接触长度,并根据实验测得有效磨粒数推导瞬时打磨深度,利用正态函数得到的活动磨粒数建立了揭示磨削力与输入变量之间关系的磨削力模型。实验结果有力地证明了磨削力模型的正确性。表明了理论力模型可以用于估计磨削力,提高表面质量和打磨效率,对工程实践选择合理的打磨参数具有指导意义。

基于贝壳棱纹结构的仿生除草轮设计与分析

小麦在生长过程中极易受到杂草的侵扰,造成产量下降和品质降低。传统的除草轮在切入土壤的过程中会受到较大的阻力,离开土壤时易产生土壤黏附现象,对除草效率产生不利的影响。为此,以栉孔扇贝瓣为仿生原型,对除草轮进行仿生设计,并利用有限元软件ABAQUS对除草轮与土壤的相互作用进行模拟分析,利用电子万能试验机对除草刀片与土壤的相互作用进行试验分析。研究结果表明:仿生除草轮与原始除草轮相比,可以有效降低除草作业时的阻力,减少土壤黏附现象,为除草轮的优化设计提供依据。

航空发动机铣削叶片抛磨技术研究现状及其发展趋势

叶片是航空发动机的核心部件,其苛刻的工况对其加工精度和表面完整性提出了更高要求。针对铣削叶片现有成性技术,阐述了叶片典型结构及抛磨前的表面状态,归纳了叶片抛磨技术关键共性难点。以表面完整性为评价指标,从手工抛磨、砂轮抛磨、砂带抛磨、磨粒流抛磨、柔性工具抛磨、磁力辅助抛磨、滚磨光整加工等方面介绍了航空发动机叶片抛磨的国内外研究进展,对比了各种抛磨技术的优缺点及适用范围。

矿用孔内涡轮发电机涡轮与导轮叶数匹配研究

为研究涡轮与导轮叶片数匹配对涡轮发电机性能的影响规律,建立多种涡轮与导轮叶片数配合的涡轮发电机模型,基于CFD仿真技术对涡轮发电机模型进行三维非定常数值模拟,研究结果可为煤矿井下钻孔内涡轮发电机优化设计提供一定参考。

矿用风机叶轮加工过程资源环境属性分析

针对矿用风机叶轮加工过程的实际情况,分析了叶轮在切削加工、气割、电弧焊、冲压加工工艺中的资源消耗和环境影响这两个绿色特性,并提出了改进措施,为矿用通风机的综合资源环境影响评价、绿色制造技术提供了基础。

沿前刺孔行驶的水田叶轮动力学的试验研究

四轮驱动拖拉机的驱动轮沿前轮辙行驶,在旱地、水田获得良好的牵引性能,因而得列广泛应用,有取代履带拖拉机的趋势。在水田,四轮驱动船式拖拉帆具有优良的越野、牵引性能,其后驱动叶轮除滑前驱动轮轮辙行驶外,还要求后驱动轮轮时沿前驱动轮刺孔行驶,这是更进一步的要求。该文是对沿前刺孔行驶的四轮驱动船式拖拉机动力学的专项试验研究,设计了三轮叶模拟试验装置,对前后轮叶刺孔的最佳偏移距或偏移率、前岳驱动叶轮轮叶的推力、承力和效率,以及影响效率的因素如滑转率、倾角、陷深、轮叶数等进行了深入的试验和探讨。

有利于铸造TiAl合金增压器涡轮叶片可靠性的组织设计

针对增压器涡轮应用背景,详细分析定向层片组织铸造TiAl合金的室温拉伸塑性、断裂韧度以及高温热暴露后的剩余塑性等反映叶片抗损伤能力的性能,并讨论在叶片中形成这种定向层片组织的工艺可行性,以获得一种有利于增压器涡轮可靠性的组织设计。结果表明:定向层片组织铸造TiAl合金具有优异的室温拉伸塑性和断裂韧度,并且在高温热暴露后仍能保持较高的室温拉伸塑性,这些优异性能均依赖于定向层片取向一致性特征。通过控制凝固冷却条件和Ti/Al原子比,在增压器涡轮叶片中可以获得层片界面近似平行叶片表面的定向层片组织,有利于提高叶片的抗损伤能力,从而改善TiAl合金增压器涡轮的使用可靠性。

叶轮生物膜反应器的研制与应用

针对河流水污染治理的特殊性,研制出叶轮生物膜反应器,其工作原理是:河流污水流入叶轮生物膜反应器,在驱动叶轮转动的同时,和叶片上的生物膜接触,通过有机营养物的吸附,氧向生物膜内部的扩散以及在膜中所发生的生物氧化等作用,降解水中的污染物,辅以中心轴曝气,强化了污水处理效果。启动流速计算结果表明,反应器启动流速较小。河流污水模拟试验显示出其有较好的污水处理效果。

矿用风机叶轮加工过程清单分析

论述矿用风机叶轮加工过程中各工序IPO模型的建立;基于工序IPO模型,制定工序清单分析表格,并进行清单数据的采集;然后按叶轮生产工艺流程对各工序清单数据按功能单位进行换算,并分类汇总,得到整个叶轮加工过程的清单数据。通过对清单数据进行定量、定性分析,详细地阐明了叶轮加工过程中资源消耗和环境影响的种类和数量,找出了叶轮加工过程中工艺的改进措施,以及叶轮不同加工过程中材料消耗和环境影响的差异,提出了具体的改进方法。同时也为以后矿用风机叶轮加工过程的资源环境属性综合评价和工艺路线选择提供数据和决策支持。

电磁充型石膏型铸造增压器叶轮技术研究

根据电磁泵原理研制开发了铝合金用电磁充型铸造装置,通过对该装置的工艺参数测定和实验数据处理并结合数学分析的方法,建立了电磁泵工作流量与净压头等之间的关系式,制定了涡轮增压器叶轮的电磁充型石膏型低压铸造工艺,并进行了实际浇注生产。应用结果表明,采用该技术生产的增压器叶轮不仅综合性能良好,且成品率明显提高。

轮-叶复合式推进装置运动仿真分析

研究水陆两用车辆的推进装置推动力的有效性设计,可通过模仿双嵴冠蜥在水上行走时腿部的运动姿态,设计了一种新型轮-叶复合式推进装置。为获得推进装置在一个运动周期内的推进力、升力和流场变化情况,采用VOF模型和动网格方法对在不同浸水深度、夹角条件下的水动力性能进行动力学仿真。结果表明,装置能够提供有效的推进力和升力,在零浸水深度处推进力和升力均可得最大值;改变叶片夹角时,推进力和升力有较大变化,且在一个周期内,推进装置产生的推进力和升力呈现交替性波动。

汽轮机叶轮强度计算方法

叶轮强度分析计算是汽轮机结构设计应用的一个关键环节,对汽轮机转子的安全运行和全寿命管理具有非常重要的意义。采取弹性力学按位移解的方法,根据微元体力的平衡方程、几何方程和物理方程,可计算出叶轮强度。该方法与其它计算方法相比,简便可行,在工程实际中具有一定的实用价值。

砂布轮数控抛光力的试验分析与建模

为科学控制砂布轮的抛光力、提高航空发动机叶片的表面完整性和力学性能,通过单因素试验分析了工艺参数对砂布轮抛光力的影响规律;对抛光力重复性和材料切除量进行试验分析,确定了砂布轮转速和压缩量的二元二次回归正交旋转组合试验范围;利用二元二次回归正交旋转组合试验结果建立了法向抛光力预测模型,分析了法向抛光力和切向抛光力的相关性;分析了抛光力对抛光表面粗糙度的影响规律及机理,并做了整体叶盘叶片(叶背)抛光试验,结果证明,通过合理控制抛光力可以获得合格的表面粗糙度,且效率比人工操作有显著提高。

太阳能烟囱中风压式通风装置的三维非定常数值模拟

通过构建太阳能烟囱中风压式通风装置的物理模型,并运用Fluent仿真软件对风压式通风装置进行三维非定常数值模拟,从而获得该装置的流场特性及性能参数。研究结果表明:当风轮直径为10 m,风轮高度为15 m时,平衡工况下风轮的转速为69.3 r/min,风压式通风装置能够产生64.5 Pa的负压;在特定的过流断面上,不同方位角的速度场及压力场呈现出明显的差异性,风压式通风装置内的流场较为复杂;风压式通风装置中叶片的转矩呈周期性变化,通风机叶片的总转矩随方位角变化不大;在一个运行周期内,H型垂直轴风轮叶片的总转矩呈先增加后减小的变化趋势,总体上达到动态平衡。

航空发动机叶片抛光技术现状及发展趋势

叶片最终成形一直是航空发动机制造中的瓶颈技术,叶片自动化抛光技术研究可以解决国内叶片主要依靠手工抛光所带来的一系列问题。本文对砂轮磨削、砂带磨削的工艺特点进行了介绍,并结合国内外抛光技术现状,针对叶片抛光的技术难点,总结出了叶片抛光技术的发展趋势,给叶片抛光技术从业人员指出了一个研究方向。

砂布轮抛光叶片表面粗糙度预测与参数优化

为降低航空发动机叶片表面粗糙度,提高叶片表面完整性和力学性能,分析了砂布轮柔性抛光工艺参数;通过单因素试验分析了砂布轮抛光工艺参数对表面粗糙度的影响规律,并确定了抛光工艺参数的优化范围;利用正交中心组合试验结果和多元二次回归方法建立了粗糙度预测模型,采用方差分析和参差分析验证了预测模型的显著性;利用预测模型得到了每个因素的优化水平,建立了工艺参数的响应面;通过响应面获得了优化的工艺参数;最后,用优化的抛光工艺参数进行叶片抛光试验,结果证明所建立的预测模型和优化的工艺参数能够显著提高叶片抛光表面质量。

IZ型矿用渣浆泵的研制

ＩＺ型系列渣浆泵的结构为卧式单吸离心式，外壳采用垂直中开式，安装维修方便，轴封采用背叶片、副叶轮、填料配合动力密封，基本无泄漏；叶轮与护板间距可调，保证泵高效运行。叶轮设计引入固相颗粒角速度的概念，以此建立液相的畸变速度场；压水室设计采用矩形断面、半螺旋形涡室。运行表明，高效、节能、节水、过流部件寿命大为提高，具有显著的经济效益。

叶片前后缘百页轮抛光工艺参数优化

为改善叶片前后缘的表面质量、提高航空发动机的性能和寿命,对叶片前后缘百页轮抛光工艺进行研究。通过分析前后缘抛光存在的问题,结合砂带百页轮的抛光加工特点,提出前后缘百页轮柔性抛光工艺方法;基于Preston方程对抛光材料去除率进行分析,获得了影响抛光表面粗糙度的主要工艺参数(百页轮粒度、法向力、主轴转速和进给速度);采用响应面法设计抛光加工实验,分析了主要工艺参数及其交互作用对表面粗糙度的影响,建立了主要工艺参数与表面粗糙度的二阶预测模型,并得到最优工艺参数域和最优抛光工艺参数组合。前后缘百页轮抛光实验检测结果表明:前后缘表面质量明显改善,满足表面粗糙度小于Ra0.4μm的质量要求。