基于SolidWorks平台的凸轮泵转子型线设计软件开发北大核心CSCD

为了提高凸轮泵转子的设计效率和精度,对凸轮泵转子的型线参数进行了理论分析,建立了各参数之间的参数化方程,在此基础上,基于SolidWorks平台,采用C#编程语言,在Visual Studio 2017环境下开发了凸轮泵转子型线参数化设计软件。该软件主界面集输入、计算、输出按钮于一体,输入具体工况参数即可进行转子参数计算和设计,软件还提供多叶、直叶、螺旋等转子类型的选择,缩短了计算周期,提高了设计效率。通过数值模拟计算和试验验证,对比了不同压差及不同转速下的流量曲线,软件的设计结果与数值计算和试验结果误差分别在5%和3.0%以内,验证了该软件的设计结果精确度。该研究实现了凸轮泵的快速设计,对同类产品的二次开发具有一定的借鉴意义。     

凸轮泵的理论计算及模拟

针对凸轮泵两叶或三叶转子,介绍了由圆弧—共轭曲线组成的转子型线,根据啮合特性及几何原理建立其型线的参数方程,并建立二维模型。通过模拟软件Fluent,导入UDF文件使两个转子同步反向旋转,采用动网格技术和湍流模型对凸轮泵模拟分析,可得结论:叶谷为圆弧、叶峰为共轭曲线的转子模型较好;在转子的节圆半径相同的前提下,转子为两叶的凸轮泵输出的流量大,但呈现的波动很剧烈,而三叶的凸轮泵输出流量小,但较为平稳。并通过试验验证其模拟的正确性。     

基于VB6．0和UG6.0的盘形凸轮机构CAD系统设计

利用面向用户的可视化软件Visual Basic 6．0和UG 6．0进行盘形凸轮机构CAD系统设计。输入原始参数后,得到该参数下的凸轮廓线、机构运动分析及运动仿真,大大缩短解析法设计凸轮廓线时数据处理时间,为高速高精度凸轮机构的设计、制造和检测提供了有利条件。使凸轮机构的设计直观化、实时化。通过实例验证,该软件界面友好,方便直观,既可用于工程实际,又可满足教学需要。     

基于VB6.0的盘形凸轮机构CAD系统设计

利用面向用户的可视化软件Visual Basic 6.0进行盘形凸轮机构CAD系统设计。输入原始参数得到该参数下的凸轮廓线及有关数据,缩短了解析法设计凸轮廓线时数据处理时间,提高设计工作效率,使凸轮机构的设计直观化、实时化。通过实例验证,该软件界面友好,方便直观,既可用于工程实际,又可满足教学需要。     

ScrewWorks螺杆转子设计与加工软件的开发及应用

为了提高螺杆主机开发效率,保证设计一致性和方便数据管理,作者开发了螺杆转子设计与加工软件ScrewWorks。软件涵盖了转子端面型线设计、转子高温变形分析、转子冷热态间隙计算、转子刀具设计及模拟切削、几何特性的计算、主机工作过程模拟、转子受力计算等主要设计模块,并为各个模块开发有向量化赋值、交互式参数调整、可视化显示、数据读取和保存、开放式文件流、自动出图纸等附属功能。型线类型包含螺杆压缩机/膨胀机、螺杆真空泵、罗茨机等含有螺旋齿面的机械。利用矩阵化算法能够快速计算“万点”型线,误差已降至0.1%以下,保证了计算精度。     

罗茨泵转子的轮廓型线设计及仿真

当前罗茨泵存在转子间隙不均匀、转子啮合效果不好,罗茨泵工作效率低下等问题。为了改善转子的啮合效果,提高罗茨泵的容积效率及性能需要设计出合理且满足要求的转子。对于所研究的摆线转子,首先根据摆线形成原理推导出摆线转子的理论型线方程,进而得到实际型线方程,然后通过型线的参数方程编程得到二维草图,将草图导入三维软件生成实体模型,最后利用三维软件的动态模拟进行运动仿真。仿真过程中不存在干涉现象并且转子之间间隙均匀,说明此型线方程设计满足设计及应用要求。为设计出高效能的罗茨泵提供了帮助,同时只需改变其中的参数值即可生产出不同系列的产品,具有一定的实用价值。     

角接触球轴承热特性分析专用软件开发

针对轴承热分析过程涉及工况、尺寸、材料参数输入不便等问题,采用MATLAB GUI软件开发工具,在建立角接触球轴承热特性分析模型和编制其数值求解程序的基础上,开发设计角接触球轴承热特性分析专用软件。该软件通过参数输入界面可以方便地输入工况、尺寸和材料等参数,而且计算的结果可以通过结果显示界面显示查看,实现参数输入界面化和温度计算结果显示界面可视化的功能。此外,该软件还具备将输入参数和计算结果进行excel文件保存的功能,,解决轴承热分析过程涉及工况、尺寸、材料等众多参数输入不便等问题,为轴承设计过程中的热控设计和参数化对比研究分析提供了便利。     

基于Matlab与VC＋＋混合编程的螺杆泵转子型线设计

通过Matlab与VC＋＋混合编程实现了螺杆泵转子型线设计的软件化、通用化,用户只需要选择改变原始型线的类型,输入方程,参数范围,即可得到其共轭曲线段方程、参数范围。然后通过接触线的计算来判定所设计型线的密封性能。本文采用了Matlab引擎与VC＋＋混合编程,Matlab引擎作为服务器进行方程求解等复杂数学计算,VC＋＋编制的界面面向客户接收输入信息,输出最终结果。     

基于流固耦合的采油单螺杆泵容积效率求解方法*

容积效率是采油单螺杆泵举升性能的重要技术指标,采用试验方式获取螺杆泵的容积效率是目前最常用的方法。为提高螺杆泵的设计效率,降低设计成本,提出采用单向流固耦合的数值仿真方法求解漏失量并计算容积效率。依据定转子之间的装配关系建立几何模型,计算不同压差条件下密封带处定子橡胶变形量,得到变形量随压差变化的规律。以现场试验条件作为仿真依据,采用单向流固耦合方法求解试验转速和泵压条件下螺杆泵的漏失量,进一步得到其容积效率。仿真计算结果与现场试验结果相一致,验证了采用单向流固耦合的数值仿真方法计算容积效率的有效性。通过这种仿真分析方法,可以在减少试验量的条件下,对螺杆泵结构参数进行优化设计,并对现场运行参数的匹配提供技术支撑。     

平行分度凸轮工作曲线CAD参数化软件设计

根据平行分度凸轮的工作原理,建立了平行分度凸轮工作曲线CAD数学模型,采用Visual Basic6.0设计了平行分度凸轮工作曲线CAD参数化软件.该软件解决了设计人员复杂的计算,缩短了设计周期,提高了设计精度.     

盘型凸轮轮廓曲线参数化设计系统的开发

盘形凸轮轮廓曲线是复杂的非圆平面曲线,为高效、精确的实现其设计自动化,利用Auto-CAD二次开发功能,开发了界面友好、扩展性强的盘形凸轮轮廓曲线参数化设计系统,实现了参数的输入、参数合理性校核、设计计算及绘图输出等功能。依据凸轮设计理论,研究了参数校核方法,导出了按照要求的曲线拟合精度确定步长值的算法。最后以偏置直动滚子推杆盘型凸轮轮廓曲线为例对系统进行了测试和验证,并给出了运行结果。     

面向参数化样机的凸轮动态优化方法研究

为解决在传统凸轮型线优化设计过程中,动力学模型简单、几何精度低、设计流程自动化程度低的问题,利用MSC.ADAMS平台的参数化建模技术,对设计流程重新进行组织和安排,提出面向参数化样机的凸轮动态优化方法。优化方法在考虑零件柔性的同时,大大提高了优化计算的几何精度及设计流程的自动化程度,计算寻优过程的效率和精度也有不同程度的提高。     

一种多级内啮合航空齿轮泵设计与仿真

给出了一种采用一字形燃油通道结构方式的串联多级内啮合齿轮泵的设计方法,首先进行了多级内啮合摆线齿轮泵的总体结构设计;其次基于泛摆线形成原理和内转子摆线齿形曲线参数方程,利用UG三维建模软件完成内转子参数化建模;最后通过ANSYS数值模拟对内外转子间接触应力进行了数值计算分析,并与赫兹接触理论对内外转子接触应力计算结果进行了对比。结果表明:ANSYS采用静态分析结果与赫兹理论计算的最大应力结果接近,赫兹理论计算采用的是旋转一周不同位置得到的最大应力,因此理论值偏小,但两者计算最大结果均小于合金钢许用应力,表明泵的设计强度满足要求。     

双螺杆压缩机流量、功率计算和软件的开发

双螺杆压缩机中的螺杆转子是其中的核心部件,由于螺杆转子的几何形状复杂,不易计算其热力性能。针对已确定型线的螺杆压缩机在设计之初时,输入不同的几何参数计算得到其理论的热力性能,如容积流量、内容积比、绝热功率等等,再通过经验公式代入预估的容积效率和绝热效率得出接近实际工况的容积流量和实际功率,最后进行软件封装,便于设计人员做计算分析。     

具有密封凸顶和外偏心主圆弧的转子型线研究

为提高罗茨泵的容积利用率和容积效率,提出一种具有更高形状系数的密封凸顶和偏心圆弧的转子型线。基于普通的圆弧转子型线,通过偏心设计形成偏心圆弧转子型线,实现形状系数和容积利用率的提高;再由密封用凸顶圆弧的设计,进一步大幅提高形状系数和容积利用率;并就这三种圆弧转子的2叶形状系数和容积利用率,进行实例运算。结果表明,偏心转子的形状系数和容积利用率,较普通转子分别增效1. 42%和2. 24%;2叶凸顶转子凸顶半角1°～8°间的形状系数和容积利用率,较普通转子分别增效1. 95%～7. 26%和3. 58%～11. 84%,效果明显;且凸顶结构简单、易加工。为罗茨泵其他型线的增效设计提供了一种创新途径和方法。     

泵用圆弧转子造型与尺寸的参数化与最优化研究

为实现泵用圆弧转子的造型参数化与尺寸最优化,由共轭关系构建峰圆弧与谷圆弧两类情况下的全参数型线方程与三维模型。其次,以节圆半径和形状系数为设计变量,圆弧转子副所占方体的空间体积为目标函数,形状系数上限值、中心距取整和宽径比为约束函数,构建优化模型和实例分析。结果表明,峰圆弧与谷圆弧转子的两类型线,经三维模型验证,均能实现零件与装配件的全参数化;容积利用系数的拟合精度高,3阶的多项式拟合足能满足设计要求;实例参数下103 mm节圆半径和1. 394 4形状系数的优化结果,说明转子尺寸存在优选的必要性。为泵用其它型线的转子提供了一种全参数的优化设计方法。     

射流泵喉管结构优化及模型放缩机理研究北大核心CSCD

针对射流泵泵送效率低下的问题,通过数值计算探究了射流泵喉管倾角和长度比之间的耦合关系,及其对泵送效率的影响。在此过程中,建立并验证了射流过程的数学模型;并使用该数学模型对16组具有不同喉管倾角和喉管长度的射流泵的泵送过程进行了理论计算。结果表明:从运动相似、动力相似和流态相似3个维度对数值计算结果和试验结果进行参数值验证,其误差仅为2.8%;在传统长度比的前提下,改变喉管倾角仅可获得3%的提升;对喉管倾角和长度比进行联动设计,泵送效率提升13%,并节省28.6%的耗材;弗劳德数和Craya-Curtet数相结合可以代替雷诺数求解不同尺度下射流泵的等效动力参数,该方法精度高达97.2%。对射流泵特征结构进行优化能够带来较高的经济效益,具有较好的工程应用前景和推广价值。     

新型多翼式车载离心空调风机叶型的数值模拟分析及改型研究

针对车载空调系统中常用的多翼风机,利用三维造型软件进行几何建模,通过非结构化网格的离散化手段处理,运用计算流体(CFD)方法对机翼型叶片和单圆弧型叶片风机的内部流场分别进行了数值模拟计算,对比计算和试验结果,验证了计算方法的准确性,分析流场的压力及效率特性,并提出了新型的叶片型线,将新型的叶片计算结果同前两种叶型计算结果进行对比,通过空调通风试验风机的结果对数值模拟的结果作误差分析比较,结果表明,最佳工况点附近误差小于10%,模拟风机效率提升4.6%,充分说明改进叶片性能提高。     

平面共轭凸轮廓形数值模拟计算方法的研究

介绍一种平面共轭凸轮廓形的数值模拟计算机辅助计算方法,该方法将转子瞬时廓形转换到凸轮坐标系内,再用转换后的廓形对凸轮毛坯计算模型进行数值模拟切削,形成凸轮廓形。开发了凸轮廓形计算处理软件,对中心距为80mm、转子摆动半径为50mm的余弦运动规律的4位共轭凸轮转位机构进行了计算验证及试制。计算结果及工业应用表明,该算法正确、可行,软件能够满足共轭凸轮廓形设计的要求。     

用Visual C++开发凸轮CAD软件的方法研究

探讨了基于MDT平台下用VisualC 开发凸轮CAD软件的一种方法 ,利用该软件设计凸轮 ,在推程期和回程期可进行任意运动规律分段、任意运动规律组合 ,并针对每段运动规律输入设计参数 ,大大提高了凸轮设计的自动化程度。