废气涡轮增压器叶片模态特性的探究

针对增压器常发生的由于叶片振动产生的叶片损坏现象,利用三维CAD建模软件对废气涡轮增压器涡轮叶片及压气机叶片进行建模,并采用有限元分析软件对其分别进行振型模态分析,找出发生共振的频率,为叶片的优化设计提供了理论依据。     

涡轮增压器叶片振动分析

为了控制某种型号涡轮增压器的压气机进气口存在的振动及噪声等问题，先通过三维坐标仪进行测量，然后用CAD软件进行三维建模，并利用有限元软件对涡轮和叶轮大小叶片进行了模态分析，得到了叶片的各阶固有频率以及相应振型。对比增压器的工作转速和叶轮与涡轮叶片旋转通过频率，找出了叶片共振的频率，从而为有效地控制压气机进气口振动及噪声大等问题提供了理论依据。     

叶片梯度角对压气机叶轮固有频率的影响规律

增压器叶轮固有频率分布对其可靠性寿命起至关重要的作用.为获取压气机叶轮几何尺寸对叶轮固有频率的影响规律,提出了与叶片厚度和叶片悬臂长度相关的叶片梯度角概念,采用Con-cepts NREC软件进行叶轮系列化设计,结合ANSYS有限元分析软件进行叶轮固有频率及强度模拟计算,并通过叶轮模态测试系统进行了8个代表性尺寸的铣削...     

压气机叶轮的逆向重建及其模态分析

压气机叶轮是离心式机械增压器的主要零部件之一,叶轮对增压器系统的性能有很大的影响,增压器系统运行的高效性、稳定性主要依赖于压气机叶轮的可靠性。利用逆向造型技术对某型离心式机械增压器压气机的叶轮进行逆向建模,得到了叶轮的三维模型。以此模型为对象,通过ANSYS完成了该模型的模态分析与计算,得到叶轮在自由、固定、原装三种支撑下的固有频率。通过实验分析了压气机叶轮模态,仿真与实验得到的结果进行对比,评价了重建叶轮三维模型的有效性,为节约叶轮开发成本,缩短叶轮开发周期,提高叶轮设计效率提供了理论依据。     

发动机增压器压气机叶轮的五轴数控加工研究

发动机增压器常用的是透平压缩机半开式叶轮,在通常情况下,压气机叶轮采用铝合金材料精密铸造而成。当发动机增压器的压比大于3.5时,铸造铝合金叶片的强度已经满足不了使用要求,时有叶片断裂现象发生。为改善叶片强度可靠性,必须改用锻造铝合金材料,通过五轴数控加工中心进行叶片的整体铣削加工。其可靠性远远高于精密铸造的叶轮,但其加工难度和制造成本也随之增高。     

复合型线叶片叶轮的设计与建模

针对单圆弧叶片流道内容易产生脱流及圆柱形叶片包角不能调整而增加水力损失这一问题,提出了拼接变角螺旋线和对数螺旋线进行圆柱形叶片设计的方法,用Pro/E完成了这种叶轮的建模,并用fluent流体分析软件对叶轮进行了模拟计算.结果表明这种复合型线的叶片可以改善叶轮的内部流动.     

矿用通风机叶轮的强度分析及优化

利用SolidWorks三维建模软件对通风机叶轮进行了三维实体建模并对其进行简化,并通过有限元分析,得出其最大应力超出了材料的屈服极限,因此需要对模型进行优化。通过对轮盖、叶片、轮盘进行优化,重新建立了叶片的三维实体模型,并对其进行了静强度分析和模态分析,结果为静强度满足设计要求,不会发生共振现象。     

基于Pro/E的风车叶轮叶片建模与装配分析

主要介绍了利用Pro/E软件对风车叶轮叶片进行建模与装配,并就建模过程、设计方法、装配过程进行了分析和探讨。     

叶片数和安装角对氦气压缩机性能影响研究

使用ANSYS软件对主氦风机的叶轮进行模型建立和数值模拟,分别对叶轮的叶片出口安装角为27.5°～37.5°和叶片数为15～19的氦气压缩机进行建模和仿真计算,分析叶轮叶片出口安装角和叶片数对氦气压缩机内部流场和效率的影响。结果表明:随着叶片出口安装角的增大,叶轮的出口压力增加,但压缩机的多变效率下降;随着叶轮叶片数的增加,叶轮出口压力增加,在70%设计流量工况下,减少叶轮叶片数会导致压缩机多变效率下降;当流量大于设计流量时,增加叶片数则导致压缩机多变效率下降。     

高速离心压气机变工况模拟及叶轮叶片优化研究

离心压气机作为增压器核心部件,对增压器性能有决定性影响.利用CFD模拟软件ANSyS-Fluent,以某型涡轮增压器核心部件—压气机为研究对象,进行了设计转速下的变工况数值模拟,得到了不同质量流量下离心压气机的内流场数据,通过与实验数据进行对比,验证了仿真模拟的正确性.在额定工况下,对后弯叶轮叶片出口段沿旋转方向不同倾...     

基于耦合传热的涡轮增压器涡轮箱有限元分析

基于涡轮增压器涡轮箱传热机理,采用专业CFD软件和FEM软件分别建立了涡轮箱流体区域和固体区域网格仿真模型。在流体域建立多重旋转坐标系,精确计算出涡轮箱流场、壁面传热系数及温度。应用流固耦合的仿真方法对涡轮箱进行耦合传热分析,得到涡轮箱固体域的温度场并对其进行热应力分析。与实验结果对比发现,仿真模型的温度场符合实际涡轮箱温度分布,最大误差仅为3.3%。该涡轮箱耦合传热模型具有较高的精度,为涡轮增压器的设计优化提供了依据。     

轴流式涡轮增压器涡轮叶片的优化设计

对轴流式涡轮增压器涡轮叶片进行参数化建模,针对叶片设计提出一种基于多学科的优化方法,并建立一个优化平台.优化平台采用多学科优化设计工具iSIGHT集成NUMECA、ANSYS以及自编的离心应力分析程序,在气动、结构以及振动三个学科内对轴流式增压器涡轮叶片进行化设计.优化的实例表明,这种方法提高了增压器涡轮的整体性能,可以应用在叶片设计以及整个增压器的设计中.     

基于涡轮增压器轴流涡轮在多场耦合作用下的力学分析

涡轮增压器在航空航天、船舶、汽车等工业已经大量的应用,其中涡轮是较为重要的构件,目前对涡轮强度的分析还较少。根据涡轮增压器研制要求,利用MSC.Nastran对该涡轮增压器轴流涡轮在最高结构转速及温度场耦合作用下涡轮的应力、位移情况,并且考虑涡轮前后不同进出温度温度对涡轮的影响。经过分析,涡轮及叶片在不同温度和最高转速作用下,并未发生屈服,满足力学安全性,为该涡轮增压器轴流涡轮的设计、制造提供参考。     

某型涡轮增压器轴流涡轮疲劳寿命预测分析

针对船用涡轮增压器在发动机实际工况下的疲劳失效模式,基于发动机的耐久试验任务剖面,分析了增压器在不同工况下运行时的涡轮转速的变化规律,计算了船用涡轮增压器涡轮疲劳危险部位的应力变化情况,其最大应力出现部位位于叶片根部,最大应力值为647MPa。利用线性Miner累计损伤法则,统计出涡轮增压器涡轮在发动机整个耐久试验任务剖面过程中的总损伤量为0.004,根据总损伤量和耐久试验总时长,推算出涡轮增压器涡轮的寿命为33334h;通过拉森-米勒参数法分析计算在工作状态下,涡轮的蠕变寿命为316227h,为后续涡轮可靠性分析提供理论参考。     

单向阀对双增压气路中气体流向影响的分析与研究

搭建由双电动增压器与单向阀组成的试验台架并模拟研究单向阀对双增压气路中气体流向的影响规律,以提高电动增压器的补气效率,从而增大公交车柴油机工况突变时的进气量,改善瞬态烟度。通过向两个电动增压器设定不同的转速,分别模拟公交车柴油机的废气涡轮增压器和附加用于急加速补气的电动增压器,研究并分析在气路上设置单向阀前后对双增压气路中气体流向的影响。试验结果表明,电动增压器的流量大于废气涡轮增压器的流量时,出口总流量在无单向阀时大致等于废气涡轮增压器提供的流量,增加电动增压器的流量不会改变出口总流量,电动增压器补气效率低,柴油机的进气量未得到改善。有单向阀时,出口总流量随电动增压器流量增加而增大,电动增压器补气效率高,柴油机的进气量增大;电动增压器的流量小于废气涡轮增压器的流量时,电动增压器与单向阀不影响出口总流量,出口总流量与有旁通气路无单向阀时相同,即电动增压器不工作时不影响原机的进气量。     

涡轮增压器叶片加工方法的比较

通过对两种涡轮增压器叶片加工方法的比较,确定了线切割加工叶片的新方法,并取得了满意的生产效果。     

电动增压器对废气涡轮增压器影响的试验研究

利用交流电动增压器串联于增压中冷公交车增压气路中消除加速烟度。利用电动增压器可瞬间增大增压柴油机自由加速时进入柴油机缸内的新鲜空气,同时增大废气涡轮增压器的角加速度,提高其动态响应,改善柴油机的低速性能。通过不同压气机型号电动增压器流量特性与工作电流特性试验以及道路试验的试验数据,证明增大电动增压器压气机叶轮直径可增大进气流量,更大幅度地提高废气涡轮增压器的动态响应。引入压气机特性参数数学表达式,分析电动增压器辅助增压时,对废气涡轮增压器的影响以及对其动态响应的影响。电动增压器可增大柴油机自由加速时废气涡轮增压器的角加速度,且电动增压器的质量流量越大,角加速度增大越明显。而质量流量越大,电动增压器消耗的功率越大。利用压气机叶轮直径为90 mm的电动增压器可将原机自由加速烟度降低54%左右。     

涡轮增压器密封环的温度场及热变形研究

概述了涡轮增压器密封环的工作条件，提出用有限元法计算涡轮增压器密封环的温度场及热变形，对影响密封环温度场和变形的各种因素进行了分析，为进一步研究密封环的变形影响和对增压器的整体结构优化设计起到了指导作用。     

球轴承涡轮增压器轴承-转子系统动力学分析与应用

相比于普遍使用的浮动轴承,在涡轮增压器中使用球轴承具有机械效率高和加速响应快的优势。以车用球轴承涡轮增压器为研究对象,用有限元法对轴承-转子系统进行了转子动力学特性的研究,对轴承-转子系统的临界转速进行了计算与分析,这是判断转子工作转速是否稳定和涡轮增压器工作是否可靠的重要依据;建立了增压器模型,并对比了计算结果和试验结果,证明了方法的可行性。通过整机试验表明,球轴承涡轮增压器能够满足当前车用发动机的需求,能够提高发动机的工作性能。