铸造涡轮叶片叶型优化设计研究

从满足相同设计工况和降低涡轮叶片铸造难度角度,选取更适于铸造的叶型,确定影响叶片叶型的4个几何参数,即前缘楔角Φ_1、后缘楔角Φ_2、前缘半径r_1和后缘半径r_2。推导优化目标与4个叶片几何参数之间的隐式函数关系,建立基于MATLAB的涡轮叶片叶型优化数学模型,确定了易于铸造的涡轮叶片叶型的优化设计。对优化叶片进行水力性能和结构强度数值模拟分析,结果验证了该优化方法的可行性。     

组合轴承复合圈的设计与仿真分析

为实现高造斜率井眼轨迹控制工具中主轴在旋转的同时可以弯曲,采用一个调心滚子轴承、两个推力调心轴承和轴承复合圈组成的特殊组合轴承结构,组合轴承中复合圈是保证轴承正常工作的关键部件之一,采用仿真方法探究这种新形式组合轴承的使用性能。首先进行复合圈的设计,确定其尺寸参数和材料性质,然后通过COMSOL Multiphysics仿真分析多组不同尺寸参数的复合圈承载情况,并进行对比优化,设计出承载能力满足条件的复合圈尺寸;最后对组合轴承的整体模型进行了分析校核,得出轴承整体受载情况,验证设计的轴承复合圈满足组合轴承使用要求。     

涡轮转子外圈轮缘对涡轮钻具性能的影响

为了分析涡轮转子的外圈轮缘对涡轮钻具性能的影响,基于水力驱动涡轮引鞋工具的设计,设计了有、无外圈轮缘两种不同结构的涡轮转子,从理论上初步分析了其水力性能的不同,并利用数值模拟的方法,验证了理论分析的正确性。经对比分析发现,在最高效率点处有外圈轮缘涡轮转子的转化扭矩、压降和转化效率均大于无外圈轮缘涡轮转子,并且转化扭矩增大20.1%,压降升高8.7%,转化效率提高10.4%。相关研究对实际工程具有一定的指导意义。