带冠整体叶轮叶间通道的数控电解加工方法

针对目前用电火花加工带冠整体叶轮叶间通道存在的加工效率问题，在分析和处理带冠整体叶轮型面数据的基础上，提出了电解粗加工与电火花加工相结合的加工方法，并依据计算机仿真对加工轨迹和工具阴极的形状进行了设计和修正，经过初步工艺试验表明，整个加工效率可提高20％。     

基于Edgecam的叶轮五轴加工技术研究

针对整体叶轮的加工问题,研究了数控程序的编制方法。首先,基于Edgecam软件提出了叶轮加工的加工工艺方案。然后,阐述了程序编制、加工仿真和后置处理等关键技术。最后,以某零件的实际加工为例,测试了该方法的有效性,实现了叶轮制造的智能化和快速化,为其他机床的叶轮编程和加工提供了借鉴。     

钛合金整体闭式叶轮五轴高速加工工艺试验研究

钛合金整体闭式叶轮是一个难于加工的复杂零件。结合工厂钛合金整体闭式叶轮的研制加工过程, 借助MIKRON HSM400U五轴高速机床, 提出一套钛合金整体闭式叶轮的五轴高速加工工艺方案, 充分利用Hyper MILL的五轴加工模块进行刀路设计, 实现了叶轮的五轴高速加工。试验结果表明, 该方案保证了产品的质量, 提高了加工效率。以上分析和实验结果对类似零件的加工工艺的制订具有一定的指导意义和参考价值。       

整体叶轮五轴数控加工刀具轨迹规划研究进展

利用五坐标设备进行整体叶轮的数控加工是提高加工质量和加工效率的有效途径,叶轮叶片形状和五坐标机床运动的复杂性导致其刀具轨迹规划十分困难。对叶轮的点铣、侧铣、插铣加工进行对比分析,并对刀具轨迹规划中的碰撞干涉进行了分析,综述了近年来叶轮五坐标数控加工领域刀具轨迹规划的研究进展和现状,最后指出了当前研究中存在的不足,认为叶轮五坐标数控加工刀具轨迹规划的研究应从整体角度出发,且应充分考虑机床的运动学和动力学特性以实现五坐标机床的高速和高效运行。     

叶轮逆向工程设计及数控加工方法的研究

论述了叶轮的测量方法,对测量数据点云提出了筛选与特征提取方法,构造特征曲线,并对曲线进行光顺,完成了叶轮曲面的构建。经过分析整体叶轮数控加工的难点,给出了叶轮加工的工艺路线。提出采用Powermill进行编程加工叶轮时定义叶轮应注意的事项;分别对叶轮的粗加工、叶片和轮毂的半精加工和精加工提出了刀位轨迹优化方法。     

闭式叶轮整体加工用辅助装夹工装设计

根据卧式五坐标镗铣加工中心设备的结构特点,设计安全可靠的辅助装夹工装,用于支撑待加工的叶轮,实现各种直径闭式叶轮在该加工中心设备上的整体加工。     

直线元成型复杂曲面的五坐标CNC加工技术

论述了通用直线元素成型的复杂曲面的计算机数字控制加工技术，尤其是叶轮叶片的多坐标联动的铣削原理，多种曲线综合插补控制功能对通样条用直线成型的整体透平叶轮数控加工技术。     

五维插补四联动经济型数控铣床

主研人员:黄大贵崔建新叶成兰杨柳游开俊五维插补四联动数控铣床是由国产普通铣床改造的属于经济型的数控机床。具有五维四联动功能和双直线、圆弧与抛物线综合插补控制功能,能加工各种扭曲抛物面的整体透平叶轮等复杂零件,对于加工透平膨胀机和其增压机的叶轮具有针对性、实用性、先进性。用本数控铣床制造出具有扭曲抛物面成型的整体径向透平叶轮的加工精度,经座标测量机测量达到     

整体叶轮的数控加工研究

文章介绍了不可展直纹面型整体叶轮的结构特点及五坐标数控铣削加工叶片型面“线接触”(侧刃铣)和“点接触”两种方式,分析了采用侧铣加工产生误差的原因,对加工中的不同工步及精加工薄叶片的特殊处理进行了分析,并提出了相应的解决方案,对整体叶轮的数控加工有一定的现实意义和实用价值。     

基于模板轨迹映射的叶轮流道拟三角型高效路径规划方法

整体叶轮的制造技术是衡量一个国家制造能力的重要标志,其制造过程涉及复杂自由曲面加工,而刀具路径规划是自由曲面加工的关键问题之一。针对整体叶轮流道加工的刀具路径规划,提出一种基于参数域模板轨迹映射的拟三角型高效路径规划方法。核心思想是通过在参数域定义模板形式的加工轨迹,借助参数域到物理域的映射模型,将模板轨迹映射到物理域来计算实际加工的走刀路径。首先,利用变形映射技术,建立参数域到物理域的映射模型,并给出参数域模板形式走刀轨迹的映射方法;然后,在参数域中确定叶轮流道的清根边界,并定义叶轮流道的拟三角型模板轨迹;最后,以某叶轮为例,计算了叶轮流道加工的拟三角型刀具路径,并将该方法的刀具路径计算时间与传统的等距偏置方法进行对比,结果表明提升了45%的计算效率,为叶轮零件数控加工刀具路径的快速获取提供了一种新方法。此外,进行了仿真与实际加工验证,结果表明叶轮流道表面的实际切痕形状呈拟三角型形状,说明所提出的走刀轨迹规划方法是有效可行的。     

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.     

整体叶轮展成电解精加工成型规律及运动设计

为提高整体叶轮精加工展成运动设计效率和加工精度,对精加工阴极表面进行离散化处理,研究其成型规律,建立了成型规律的数学模型,提出以叶片拟合型面母线的法向偏置线为基准进行展成运动轨迹设计.利用得到的数学模型对展成运动的合成进给速度进行优化设计,从而控制加工中去除材料的厚度.实验证明,以该数学模型为基础的展成运动设计方法可以...     

汽轮机叶片阻尼涂层减振研究

研究了汽轮机叶片镀金属薄膜后叶片的阻尼减振性能，将汽轮机叶轮合理简化后通过ug软件建模，运用ANSYS软件，对相同厚度的铝、钛、铝钛薄膜叶片试件及不镀膜的叶片试件等4种模型的整体叶盘进行模态分析，得到振型图和固有振动频率，从整体上观察叶轮的易损部位；对单个叶片进行谐响应分析，进一步分析4种叶片在外加同一载荷情况下的形变量，讨论其阻尼减振效果。结合实验结果，利用动态机械热分析仪（DMA），对镀铝、镀钛、先镀铝后镀钛处理的试件及不镀膜试件进行分析，检测涂层的阻尼性能。结果表明，镀膜后的叶片各阶模态的形变量均小于未镀膜叶片，对叶片镀膜具有一定的减震阻尼效果。     

CFD simulation of single-phase flow in flotation cells: Effect of impeller blade shape,clearance, and Reynolds number

A series of numerical simulations of turbulent single-phase flows are performed to understand the flow and mixing characteristics in a laboratory scale flotation tank. Four impeller blade shapes covering a wide range of surface areas and lip lengths are considered to highlight and contrast the flow behavior predicted in the impeller stream. The mean flow close to the impeller is fully characterized by considering velocity components along the axial direction at different radial locations. Normalized results suggest the development of a comparatively stronger axial velocity component for a blade design with the smallest lip length, called big-tip impeller here. Normalized turbulent kinetic energy profiles close to the impeller reveal the existence of an asymmetric trailing vortex pair. The highest turbulence kinetic energy dissipation rates are observed close to the impeller blades and stator walls where the radial jet strikes the stator walls periodically. Furthermore, liquid phase mixing in the flotation cell is studied using transient scalar tracing simulations providing mixing time data. Finally, pumping capacity and efficiency of different impeller designs are calculated based on which the impeller blade design with a rectangular blade design is found to perform most efficiently.     

旋喷泵叶轮及内部流场的数值研究

对由矩形流道叶轮、复合式叶轮与大包角后弯叶轮组成的旋喷泵进行全流道数值模拟。研究发现,矩形流道叶轮的压力、速度分布都较均匀,泵的扬程、效率均能达到要求;后两种形式的叶轮的压力梯度分布不均匀,出口处压力分布不理想,速度分布也不均匀。速度分布的不均匀反映出内部流动的不平稳,有回流和大旋涡产生,效率很低。因此,旋喷泵的叶轮选择矩形流道的叶轮较好。     

基于CFD技术的部分流泵几何参数对其性能的影响研究

根据叶片泵基本方程,推导出考虑叶片滑移时叶轮外径及叶片数与部分流泵扬程的关系式,并对部分流泵进行水力设计。首先建立部分流泵的三维模型,再利用CFD技术,基于RANS方程,采用标准k-ε湍流模型,对其内部三维流动进行数值模拟。模拟结果显示,部分流泵随着叶轮外径从279 mm到287 mm变化,其扬程和效率都有所增大,但增大的幅度较小;当叶轮外径从287 mm到289 mm变化时,其效率出现下降。部分流泵静压分布均匀合理;改变叶轮的叶片数,随着叶片数从8、10、12变化,部分流泵的扬程和效率也相应增加。通过数值试验,模拟结果与理论推导相符。     

逆向与正向结合的导叶式混流泵叶片系统反求设计

以某型混流式核主泵的叶轮叶片和导水机构叶片为研究对象,采用在逆向设计的基础上,正向设计校核迭代的技术来探索一条不破坏产品的前提下反求导叶式混流泵的复杂叶片系统的曲面几何数据方法。在不能获取叶片系统的完整曲面数据的情况下,采用叶片数字化设计方法建立沿回转流面上叶型曲线为参数线以便于修改控制的原始叶片系统的近似三维曲面几何模型,并将该模型与其他过流部件组成泵的全流道模型,在0.2~1.2Q_d（设计流量）范围进行泵的全流道流场数值模拟,预测计算出外特性,再与原泵的试验外特性对比,以评估反求的叶片系统流道曲面的准确性。工程应用实践表明,该方法既保证了反求精度又较好地解决了泵的叶片系统反求设计问题。     

航空发动机叶轮超高周疲劳寿命预测方法

为了预测航空发动机叶轮的超高周疲劳寿命,以某型叶轮为研究对象,研究叶轮叶片在不同载荷状态下的应力和疲劳寿命. 建立叶轮的有限元模型,通过仿真分析叶轮叶片在离心、气动载荷作用下的应力变化情况;考虑叶轮叶片的表面状态,修正应力结果;基于位错偶极子模型及相关理论,建立TC4材料的超高周寿命预测模型;结合修正交变应力和寿命预测模型,实现了航空发动机叶轮的寿命预测. 对比分析现有模型和该模型下的寿命预测结果,结果表明：2种模型在低、高周范围内预测寿命的变化趋势一致;利用该模型有效解决了叶轮疲劳寿命的预测问题,预测值较贴近测试寿命;叶轮表面状态对疲劳寿命的预测结果影响较大,因为考虑了表面状态,寿命预测结果更贴近测试寿命值.     

基于大涡模拟的导叶式混流泵叶轮内压力脉动特性分析

为研究导叶式混流泵叶轮内部非定常压力脉动特性,在其叶轮进口截面及出口截面附近分别设置8个压力脉动监测点,采用大涡模拟方法(LES)对导叶式混流泵内全三维流道(进水管、叶轮、导叶及出水管)进行模拟,并对8个监测点进行压力脉动时域图和频域图的分析。结果表明:由于旋转叶轮旋转失速、脱流效应及静止导叶的干涉作用,叶轮出口处压力脉动系数幅值均大于进口处脉动系数幅值,且其最大压力脉动发生在叶轮出口处,脉动波衰减较慢;叶轮进、出口截面上监测点的压力脉动频率以叶轮叶频为主频次,且压力脉动主要频率为叶频的倍数。