叶切面最大厚度的数值计算方法

叶切面最大厚度计算是螺旋曲面加工准备过程中必要的环节.探讨适合于叶切面最大厚度的数值计算方法.详细介绍叶切面厚度数值计算所包括的叶切面最大厚度区域搜索、叶切面最大厚度精确计算过程.     

尾缘厚度对压气机叶栅气动性能的影响研究

针对不同尾缘厚度对压气机叶栅气动性能影响的问题,采用尾缘对称加厚的方法,在保证弦长、最大厚度、最大厚度相对位置、前缘半径、安装节距和安装角等参数不变的条件下,使尾缘厚度相对于弦长在0.1%~8.0%范围变化。根据Baldwin-Lomax模型建立了压气机叶栅二维湍流流动模型,并对模型近壁面进行了网格加密处理,通过隐式多重网格法加速计算的收敛,利用NUMECA软件,对叶型原型和对称加厚尾缘叶型的总压损失系数、叶型气流转折角和升阻比进行了数值计算。研究结果表明,尾缘厚度在一定范围内增大时,气流转折角减小,升阻比呈先增后降的趋势,而尾缘厚度较大时,推迟了叶型失速的出现,但尾迹损失和总压损失系数较大。     

飞机进气道出口边界层测量试验与数值计算

基于某飞机科研试飞,进行了飞机进气道出口边界层测量试验系统设计与搭建,完成了发动机工作在多种状态下的边界层测量。通过建立三维数值计算模型,进行了与试验对应工况下的边界层特性计算。计算结果和试验数据吻合性良好,误差较小。分析结果表明,随着发动机状态逐渐增大,进气道出口处的物理边界层厚度相应增大,位移边界层厚度减小,边界层对空气流量的影响逐渐降低。     

单层涂层最佳厚度的有限元分析

采用有限元数值计算的方法对TiN、TiC、Si3 N4及SiC四种材料的硬涂层体系表面下的应力分布进行了模拟分析。结果表明 ,对于TiN材料 ,当涂层厚度与接触半宽之比t/a <0 .3时 ,表面下的最大剪应力分布对提高轴承疲劳寿命较为有利 ;t/a =0 .5时 ,涂层系统的摩擦力学性能最差。涂层厚度较薄时 ,位于赫兹接触中心附近的涂层表层上的最大剪应力要远大于基体内的最大静态剪应力 ;当t/a >0 .1时 ,涂层表面上的最大剪应力对提高轴承疲劳寿命较为有利 ;涂层材料与基体材料的弹性模量之比小于 2 .0时 ,有利于提高涂层系统的疲劳寿命     

变厚度回转构件的优化设计

论述了变厚度回转构件优化设计的一种数值方法。为该构件的厚度构造一个连续的函数 ,给出它的体积和转动惯量的计算表达式 ,提出变厚度回转构件应力分析计算的数值方法 ,然后将此设计问题转化为数值优化问题。目标函数定义为转动惯量与体积之比。该优化设计方法新颖通用性强 ,可应用于任何盘形旋转构件     

封头成形减薄量与设计计算一致性的探讨

封头设计计算时,把封头最小成形厚度与有效厚度有机结合起来,才能保证设计规定的封头最小成形厚度得以有效计算和验证,避免计算出的最大允许工作压力偏大而存在安全隐患。     

微铣削切削厚度模型的研究

首先分析了传统的切削厚度计算,并指出其不适合微铣削;进而利用几何对微铣削的理论切削厚度进行推导;再对Bao’s和Li’s的切削厚度模型与理论值进行比较和分析,最后获得新的微铣削切削厚度模型,为进一步构建更为精确的微铣削切削力模型提供理论基础。     

不同翼型对垂直轴风力机性能的影响

采用移动网格技术对小型垂直轴风轮湍流瞬态流场进行了数值计算,得到了不同厚度的四种NACA00XX系列对称翼型风轮的力矩系数、风轮功率和风能利用系数及其变化规律,详细分析了翼型厚度对小型H型垂直轴风力机风轮气动性能的影响,研究表明翼型厚度对风力机的各气动参数有较大的影响,在同一系列翼型中存在一最佳翼型厚度。     

有限宽线接触圆锥滚子弹流数值计算和结果分析

本文提出了以有限宽线接触圆锥滚子为弹流模型的数值计算方法,获得了在不同工况条件下的油膜压力分布和油膜厚度,并对计算结果展开了讨论。提出的计算方法和得出的结论将对渐开线斜齿圆柱齿轮等零件的设计计算提供有用的启示和帮助。     

蜗壳泵定常流动数值计算

本文利用单流道计算方法对一单级蜗壳泵在设计工况进行了定常流动数值模拟，分析了叶轮流道内的速度，静压，总压的变化规律。计算表明，蜗壳泵内流场非常复杂，叶轮进口有明显冲击，本次计算为进一步提高蜗壳泵性能，减少水力损失提供了一定的理论依据。     

High-speed dicing of silicon wafers conducted using ultrathin blades

High-speed dicing tests were conducted for silicon wafers using developed ultrathin electroplated diamond blades with metal bond. Chipping and kerf widths of 1.5 and 28 μm, respectively, are achieved by the developed ultrathin diamond blades. The calculated maximum undeformed chip thickness varied from 9.6 to 25.5 nm for various high-speed dicing conditions. The variation tendency between experimental chip width induced by three diamond blades and corresponding calculated maximum undeformed chip thickness is consistent. Scanning electron microscopy showed that the microstructure of diamond dicing blades significantly affected the chip width.     

螺旋给料机叶片分析及其厚度对挠度影响的模拟验证

螺旋给料机是常用的化工设备,大部分的螺旋给料机是非定型的,需要进行非标设计。通过对螺旋叶片平面展开法的误差进行分析,提出了合理的尺寸选择。通过三维软件Creo建立螺旋给料机螺旋体模型,采用Creo simulate模拟分析模块对螺旋体模型进行有限元分析,分析不同类型及厚度的螺旋叶片对螺旋主轴挠度的影响,研究应力、变形量随螺旋叶片厚度的变化规律。结果表明:螺旋叶片厚度在2~12 mm内变化时,其所受冯米塞斯应力近似呈线性增长,没有突然增长的趋势;螺旋轴最大变形量出现在螺旋体中间部分且近似呈线性增长,没有突然增长的趋势;冯米塞斯应力和形变量随着叶片根部厚度的减小而减小,但是减小幅度较小。     

混流式核主泵叶轮叶片厚度分布规律对能量性能的影响

采用数值计算方法,开展混流式核主泵叶轮叶片自前盖板至后盖板方向厚度分布规律对能量性能影响的研究。通过对5种具有不同厚度分布规律叶片的叶轮进行比较分析,探索最佳叶片厚度比值和其对叶片表面静压力分布规律的影响。结果表明:当叶片后盖板处厚度与前盖板处厚度比值L=1.5时,叶轮的水力效率达到最高,当L=1.25时叶片做功能力低,叶轮内能量损失大,水力效率较低;在小流量工况下,随着比值L的增加,相同流量下扬程和水力效率都随之升高;在大流量工况下,扬程和水力效率都随着L的增大而降低;叶轮流道内压能沿着前盖板至后盖板方向增大并且最大压能位置向中间移动。     

叶片后缘加厚对轴流风机性能的影响

为解决NACA65系列翼型叶片后缘轮廓线内切圆半径收敛至0引起的铸造工艺问题,采用三次多项式函数生成叶片后缘厚度函数,精确调整叶片后缘末端厚度.基于Ansys软件对不同叶片后缘厚度的风机进行流体仿真,并分析其气动性能与静力结构特性.结果表明叶片后缘增厚使得叶片附面层分离损失增加,尾迹与叶栅主流区的掺混损失增大.叶片载荷...     

基于中弧线的空心涡轮叶片壁厚计算方法研究

针对高精度复杂空心涡轮叶片壁厚测量问题,提出了一种基于中弧线的壁厚计算方法。通过对空心叶片CT切片数据的处理,建立了相应的点云数据测量模型,并与叶片CAD模型进行配准,实现了各截面数据点的提取与拟合,从而计算出了中弧线;在此基础上,运用UG二次开发平台求出了叶片各点的壁厚。实测结果表明:通过该方法能够精确计算复杂空心涡轮叶片的壁厚,提高空心叶片壁厚精度及其可靠性。     

Uncertainties in measuring the compressor-blade profile in a gas-turbine engine

The proposed mathematical model permits assessment of the uncertainties in measuring the profile of compressor blades in a gas-turbine engine. The following geometric parameters may be calculated by means of the model: the radius of the input and output edges; the maximum profile thickness; the profile thickness at the input and output edges; and the chord width. The model may be used to determine the probability characteristics of the uncertainties in measuring the compressor-blade profile in a gas-turbine engine.     

燃气轮机透平叶片截面形状重构技术研究

基于逆向工程,采用NURBS(非均匀有理B样条)理论对透平叶片截面数据点阵进行整体插值,实现对透平叶片截面形状的重构;然后采用NURBS小波分解的光顺算法,对重构的自由曲线进行整体光顺。实践表明,经过重构和小波光顺后,有效地构造出透平叶片截面线,并去除了曲线上的坏点,改善了截面线的品质,达到了预定目的。     

Influence of blade thickness on transient flow characteristics of centrifugal slurry pump with semi-open impeller

As the critical component, the impellers of the slurry pumps usually have blades of a large thickness. The increasing excretion coefficient of the blades affects the flow in the impeller resulting in a relatively higher hydraulic loss, which is rarely reported. In order to investigate the influence of blade thickness on the transient flow characteristics of a centrifugal slurry pump with a semi-open impeller, transient numerical simulations were carried out on six impellers, of which the meridional blade thickness from the leading edge to trailing edge varied from 5-10 mm, 5-15 mm, 5-20 mm, 10-10 mm, 10-15 mm, and 10-20 mm, respectively. Then, two of the six impellers, namely cases 4 and 6, were manufactured and experimentally tested for hydraulic performance to verify the simulation results. Results of these tests agreed reasonably well with those of the numerical simulation. The results demonstrate that when blade thickness increases, pressure fluctuations at the outlet of the impeller become severe. Moreover, the standard deviation of the relative velocity in the middle portion of the suction sides of the blades decreases and that at the outlet of the impeller increases. Thus, the amplitude of the impeller head pulsation for each case increases. Meanwhile, the distribution of the time-averaged relative flow angle becomes less uniform and decreases at the outlet of the impeller. Hence, as the impeller blade thickness increases, the pump head drops rapidly and the maximum efficiency point is offset to a lower flow rate condition. As the thickness of blade trailing edge increases by 10 mm, the head of the pump drops by approximately 5 m, which is approximately 10 % of the original pump head. Futhermore, it is for the first time that the time-averaged relative flow angle is being considered for the analysis of transient flow in centrifugal pump. The presented work could be a useful guideline in engineering practice when designing a centrifugal slurry pump with thick impeller blades.

     

基于钝尾缘翼型叶片的三维风力机性能分析

随着风力机向大型化发展,为有效提升风力机叶片的性能以及结构强度,将钝尾缘翼型应用于风力机叶片设计。以NACA639XX系列翼型为基准翼型,通过Hicks-Henne型函数和钝尾缘函数对翼型进行参数化拟合,使用多岛遗传算法优化得到层流钝尾缘翼型族(USST-XXX)。将此翼型族中相对厚度为21%的USST-211翼型与NACA63921层流翼型替换NREL PhaseVI叶片截面的S809翼型,建模得到两种三维风力机叶片,采用数值模拟的方法,对这两种叶片不同风速下的流场进行分析,并与NREL Phase VI风力机叶片的气动性能进行对比。数值模拟结果表明,在额定风速附近,采用层流钝尾缘翼型所构造的新叶片风力机的风能利用系数高于其他两种叶片。研究结果表明优化得到的层流钝尾缘翼型族可以有效提升风力机气动性能,在大型水平轴风力机叶片设计方面具有良好的应用前景。