空间大扭曲叶片拔模路径优化及验证

分体或整体式砂芯铸造是目前大功率液力变矩器叶轮的主要生产方式,整体式砂芯铸造精度高,但需要叶片能够在砂芯成型后拔出.传统的方法为不断进行样件试制和试拔,研发周期长,同时也增加了成本,文章针对整体式砂芯铸造工艺中空间大扭曲叶片拔模问题开展数学建模和样件试验研究,将复杂三维叶片拔模问题简化为空间三维实体无碰撞通过约束空间的数学模型,利用UG/Grip二次开发实现叶片与约束空间的干涉碰撞检测,结合遗传优化算法,以最小干涉体积为优化目标进行叶片拔模性分析,构建空间大扭曲叶片拔模性判别及拔模路径计算模型.通过UG与MATLAB的联合仿真,实现了空间复杂三维叶片拔模性分析及拔模路径计算,研制了相应样件并进行了验证,实现了大扭曲叶片的可制造性评价,成果可为其它需要整体铸造的复杂大扭曲空间实体可制造性分析提供有效技术途径.

扭曲叶片双吸离心泵内部流场的三维数值模拟

为了提升双吸离心泵的性能,研究其内部流动规律,采用RNGk-ε方程湍流模型和标准SIMPLE算法对某一扭曲叶片双吸离心泵全流道进行了CFD分析,并与实验值进行比较。结果表明,该方法能够较为准确地预测出双吸离心泵叶轮与蜗壳间及内部的流动特性,所得结果对进行双吸离心泵的水力设计或改型优化设计等研究具有重要的指导意义。

基于CFD法的小型风机非扭曲叶片气动性能分析

为了研究小型风机非扭曲叶片气动性能,建立了叶片外流域CFD数值模型,在叶片气动外形和来流风速一定的情况下,研究了叶尖速比和安装角对风能利用系数的影响。利用修正的叶素动量理论验证了该数值模型的正确性,计算结果表明:叶尖速比对叶片风能利用系数的影响非常明显,小型风机的最优叶尖速比大约为8～9;安装角通过影响叶片下表面的流线分离点位置,进而影响整个叶片的气动性能;位于叶片长度75%附近的截面微段对叶片气动性能贡献较大。

扭曲叶片CAD造型方法的研究

由于可以大大提高发动机的工作效率，所以航空发动机上的涡轮越来越多地开始采用弯扭叶片，弯扭叶片几何造型是当代飞行器发动机涡轮盘叶片加工的前提条件。主要研究了在给定扭曲叶片型值数据的前提下，如何使用双三次B样条曲面来拟合叶片，同时还较深入地探讨并解决了叶片造型过程中遇到的坐标系选取、剖分网格确定以及曲面交线的求解等具体问题。提出的造型方法得到的造型结果可以很好的满足工程需要。

大扭曲叶片整体涡轮盘电解加工关键技术

整体涡轮盘大扭曲叶片的机械加工一直是制造业中的难点,本文提出用薄片底板阴极的展成电解方法实现其叶片加工.分析大扭曲叶片展成电解加工成形过程特点,对叶片型面离散点坐标进行数据处理,进行组合式数控系统多轴联动计算机辅助数控编程;用程序补偿法消除叶片根部三角区过切,用具有补液流场的薄片与座体的组合阴极进行展成加工,消除叶背处电解二次腐蚀过切;进行整体涡轮大扭曲叶片展成电解加工试验,可稳定达到叶片加工工序要求.

双吸三元扭曲叶片离心泵的造型

双吸三元扭曲叶片离心泵具有叶片形状复杂与多流道等特征,其三维造型涉及问题较多,在泵的三维造型中具有普遍性。为此,以GAMBIT软件为设计平台,结合一个具体的双吸离心泵的造型实例,介绍了双吸离心泵扭曲叶片叶轮和螺旋形蜗壳等部件三维造型的方法,并给出了创建实体模型的详细步骤及三维模型图;此外,还简要说明了在Gambit软件中建模需要注意的问题。

离心泵叶轮扭曲叶片参数化实体造型方法探讨

工程上广泛使用二维木模图为依据来表达叶轮模型。提出了沿等高线方向和沿轴截面方向给定的线型两种方法,实现水泵叶轮扭曲叶片及叶轮的参数化实体造型。在叶轮扭曲叶片参数化实体造型中对所求曲线、曲面的光顺方法进行了探讨,使扭曲叶片的造型更加准确、光滑,为进行叶轮流动性分析、数控加工模具等提供了良好的模型基础。

离心泵叶轮扭曲叶片参数化实体造型研究

扭曲叶片作为离心泵的重要部件,其制作过程及精确程度是影响离心泵性能的重要因素。本文借助Pro/E造型平台,依据二维木模图来表达叶轮模型,提出了叶轮轴面投影及水力木模图的测绘方法,然后将叶片的数据导入造型软件并生成叶轮的实体造型,实现了离心叶轮的参数化设计,实例计算结果表明,提出的理论和方法是有效的,能够实现叶轮的快速高效设计。此方法生成的文件为进一步的叶轮流场数值模拟软件fluent、Ansys等仿真软件分析提供了接口文件。

离心泵可控包角扭曲叶片绘形新方法

为了进一步提高离心泵的水力性能,提出了一种扭曲叶片设计绘形新方法.这一方法在吸取传统扭曲三角形绘形法某些特点的同时,在保证叶片上相对流线的安放角合理变化的条件下,设计人员能根据需要给定各流线的包角,从而优化了这一几何参数.给出了这一方法的基本原则,即在一个与叶轮轴心线垂直的平面上,根据给定的叶片包角和安放角均匀变化的要求,直接绘形叶片表面相对流线的投影曲线,然后在局部全等的条件下获得曲线的展开图,以检查和修正投影曲线.给出了这一方法的详尽绘形过程.

扭曲叶片贯流风机结构参数优化研究

研究了电壁炉用扭曲叶片(扭曲角90°)贯流风机的三维内部流场,数值研究了不同结构参数(蜗壳间隙、蜗舌间隙、叶片内圆周角、叶片外圆周角、叶片数和叶轮内外径之比)对贯流风机性能(出风口体积流率)的影响,从而得到贯流风机叶轮在一定转速下,使风机性能最优的结构参数。同时实验测试了90°扭曲角叶片贯流风机出风口平均风速值,并且和理论计算结果基本吻合。以上为贯流风机优化设计提供了重要的参考。

面向扭曲叶片修复的曲面重构技术研究

针对修复和再制造复杂型面零件(例如:扭曲涡轮叶片)时,因原始曲面模型丢失或CAD零件图纸属其他公司的技术专利,从而无法获取精确CAD曲面模型的难题,开展了对扭曲涡轮叶片曲面重构技术的研究。将分层扫描得到的涡轮叶片测量点以基圆切点为基准进行分段处理,通过分段精密拟合曲线,再从每一段曲线上取得相同数量的点作为新的测量点,以解决各个层次上对应分段的初始测量点数目不等的问题。然后反求曲面控制点,用非均匀B样条方法得到扭曲涡轮叶片的曲面模型。借助Imageware软件对拟合得到的曲面模型进行误差分析,涡轮叶片曲面模型的平均误差被控制在可接受的范围内。

扭曲叶片离心泵叶轮内三维湍流数值模拟

为提高离心泵的优化设计水平,介绍了计算的控制方程和叶轮通道网格划分方法,采用压强连接的隐式修正SIMPLEC算法,结合雷诺平均法的RNGκ-ε模型和壁面函数法,应用商业CFD软件FLUENT,对叶轮内部的三维湍流流动进行了计算。分析了具有扭曲叶片的离心泵叶轮叶型对流速分布、压力分布和泵性能的影响,揭示了叶轮内流动规律。

扭曲叶片涡轮水力性能研究

国内的涡轮钻具通常采用直叶片涡轮。针对准178 mm高速涡轮钻具,用UG软件建立一种扭曲叶片涡轮,采用和直叶片涡轮相同的型线(Bezier曲线)。通过数值模拟方法对比了扭曲叶片涡轮和直叶片涡轮的水力性能,并对扭曲叶片涡轮的内流场进行了分析。同时通过台架实验得出了涡轮的水力性能,并验证了CFD数值模拟结果的正确性。扭曲叶片涡轮和具有相同型线的直叶片涡轮相比,输出扭矩基本不变,最优工况点压耗降低了12.5%,水力效率提高了11.7%。扭曲叶片涡轮的水力性能更优,工况适应能力更强,对涡轮钻具综合性能的提升提供了一种途径。

泵叶轮扭曲叶片三维实体造型

根据几何造型原理，指出了按传统的沿等高线方向给定的型线已不能满足叶片实体造型的要求，提出了改进的方法。并借助于ＡｕｔｏＬＩＳＰ及Ｐｒｏ／ＥＮＧＩＮＥＥＲ实现了水泵空间扭曲叶片的三维实体造型。

流体机械的扭曲叶片造型方法研究

扭曲叶片的三维实体造型是叶片式流体机械实现叶轮内部流场预测、图形化数控编程和模具设计的关键环节。为实现其复杂扭曲叶片的实体造型,本文引入双三次Bezier曲面,叶片型值点通过离散叶片流线的方法获取,再利用反演计算确定的控制顶点的扭曲叶片造型方法。为了检验所提出方法的有效性,以某一混流泵叶轮为应用实例,用提出的方法在Pro/E软件平台上成功实现了其叶轮三维造型。这为下一步的叶轮内部流场计算流体动力学分析及叶轮的计算机数控加工奠定了基础。

大扭曲叶片整体涡轮电解加工工艺研究

研究用展成电解工艺进行大扭曲度整体涡轮叶片的机械加工,对涡轮叶片型面进行数据处理,用软件方式实现电解加工的多轴联动进给;分析叶片电解过程成形规律,合理设计阴极、流场,解决大扭曲叶片加工的叶背二次腐蚀、出口短路等关键工艺问题,试验可稳定达到工序精度要求,并可批量生产。

大扭曲叶片整体涡轮电解加工工艺设计与试验

介绍大扭曲整体涡轮的结构特点、应用及加工现状 ,对叶片型面离散型数据进行分析处理 ,设计电解加工阴极、流场及夹具。根据整体涡轮叶间通道的特点及加工要求 ,设计电解加工多轴联动进给方案 ,完成数控编程并进行大扭曲整体涡轮电解加工试验 ,为生产应用创造了工艺条件。

整体涡轮大扭曲叶片电解精加工方法与试验研究

材料为高温合金的整体涡轮盘,其大扭曲叶片加工一直是制造业中的难题。提出多轴联动复合平面摆动展成电解方法加工大扭曲叶片,用一次进给电解实现叶盆、叶背面加工;分析复合平面摆动展成电解加工叶片型面成形规律,优化复合摆动展成电解加工数控编程及阴极结构设计,解决叶背出气边电解过切、根部三角区过切、出口短路等关键工艺问题;进行摆动式展成进给电解试验与分析,一次电解可达叶盆、叶背型面精加工要求。

UG技术在扭曲叶片三维造型中的应用

扭曲叶片广泛应用于中高比转速叶轮,本文以UG技术对扭曲叶片进行了造型,从而有助于设计人员及时、直观地发现叶片的水力特性和机械特性。可以看出,将UG技术引入叶片水力设计领域,将对提高叶片性能产生积极的重要影响。

扭曲叶片贯流风机特征参数优化

研究了电壁炉用扭曲叶片(扭曲角为90°)贯流风机的三维内部流场,数值研究了不同特征参数(叶片数、叶轮内外径之比和风机转速)对贯流风机出风口体积流率的影响,从而得到贯流风机叶轮在一定转速下使风机性能最优的特征参数,为贯流风机优化设计提供了重要参考。