利用数值模拟开发涡轮增压器壳体铸件

介绍了汽车发动机中涡轮增压器壳体铸件的结构及技术要求,利用自动化线壳型铸造,一型2件,水平分型,采用封闭式浇注系统,浇口比为ΣF直:ΣF横:ΣF内=2:1.5:1,其中,直浇道截面面积为1 200 mm2,横浇道截面面积为900mm2,内浇道截面面积为600 mm2。热侧冒口直径为65 mm,高度为100 mm,冒口颈尺寸为23 mm×33 mm;顶冒口直径为50 mm,高度为70 mm,冒口颈尺寸为10 mm×25 mm,并在涡轮室内部圆形平面处放置尺寸为50 mm×15 mm×15 mm的随型冷铁,使生产的铸件冒口颈区域微观缩松消除。     

TiAl合金增压器涡轮的铸造

采用高频感应加热快速熔炼、低模壳温度稳速浇注工艺铸造出一批TiAl增压器涡轮。TiAl合金由于其比重小，可大大减小涡轮的转动惯量矩，对优化涡轮设计，提高了车辆机动性能有着很重要的意义。     

涡轮增压器压气机铝壳缺陷分析与工艺改进

介绍了特定型号汽油机涡轮增压器压气机铝壳铸件的铸造缺陷,分析了可能产生这些缺陷的原因。经过金属液品质分析并结合MAGMA模拟,给出使用SEDEX陶瓷泡沫过滤器改善铸造工艺的原因,并在实际生产中得到验证。使用该陶瓷过滤器,废品率显著下降,有效地降低了生产成本。     

机车内燃机涡轮增压器涡轮盘的激光修复

某机车内燃机涡轮增压器运行时发生故障,其涡轮盘(材质为GH2036合金)明显磨损,提出采用激光熔覆技术进行修复。为验证激光修复的可行性,采用横流连续波CO2激光器在GH2036合金基材表面熔覆厚约1mm的Ni基合金,并对原始合金及激光熔覆后合金在室温及模拟涡轮盘服役温度(650℃)条件下的力学性能进行对比测试。激光熔覆后合金的室温冲击韧性从31.5J/cm2提高到48.1J/cm2。冲击韧性的提高使得熔覆后合金在260MPa时的室温疲劳寿命由3.28×105周次增加到4.91×105周次。650℃条件下,激光熔覆对合金的拉伸性能影响不大。激光熔覆后合金的持久寿命略有降低,如320 MPa条件下由68.6h降低到60.5h,350MPa条件下由21.2h降低到20.5h。总之,激光熔覆技术对GH2036合金的综合力学性能影响较小,可用于涡轮盘的修复。     

基于TRIZ理论的涡轮增压器降噪方法

为使乘用车满足国家相关排放法规的要求,同时使涡轮增压器具有低速大扭矩、快速瞬态响应性与优异的NVH性能,提出一种基于TRIZ理论的涡轮增压器降噪方法.根据增压器噪声产生的原理,进行问题矛盾分析.利用改变物理或化学参数原理、预先作用原理、分割原理、九屏幕分析法等方式锁定噪声产生的源头,并提出相应改进方案.结果表明:采用T...     

TiAl合金增压器涡轮的耐久性试验研究

针对某增压器台架耐久性考核240 h的直径100 mm的Ti Al合金涡轮,通过对比分析考核前后涡轮轮毂芯部的微观组织和力学性能,并结合未考核涡轮轮毂取样的高温持久试验结果,评价了Ti Al合金增压器涡轮轮毂的耐久性。结果表明,在考核试验后,涡轮轮毂芯部的微观组织、洛氏硬度和室温抗拉强度仍保持考核前的水平;同时,参照该型涡轮服役条件下的高温持久加载后,试样的层片组织仍保持完整,仅只在层片团界析出了体积分数0.5%的等轴γ晶粒。可见,该Ti Al涡轮轮毂具有良好的耐久性,能够满足应用要求。     

汽车涡轮增压器涡壳的机遇和挑战

从降低能耗、减少环境污染以及节约有限资源的社会需求出发,阐述了汽车涡轮增压器技术在汽车工业发展中的迫切需求及巨大的市场潜力,指出了涡轮增压器涡壳在铸造生产过程中所面临的技术难题与挑战.     

增压器涡轮壳开放式柔性造型线

本文介绍了增压器涡轮壳开放式柔性造型线的工艺流程、组成和控制，并对造型线的工艺特点进行了说明。该造型线为增压器涡轮壳类有较长时间保温要求的多品种多牌号铸件的机械化生产提供了有益的尝试。     

涡轮增压器壳体铸造工艺数值模拟

采用Pro/E软件为前处理平台,以ProCAST软件为模拟平台,对涡壳件充型及凝固过程进行了模拟仿真.通过预测产生收缩缺陷的敏感区域,对涡轮增压器壳体(涡壳)的铸造工艺进行了分析与评价.结果表明,铸件在充型初期存在一定程度的紊流,但充型速度较低,产生裹气、夹渣等缺陷的可能性较小;缩孔缩松敏感区主要分布于几何热节处和流道法兰根部等处,而以涡壳底部与流道相贯的几何热节处最为敏感,但与单内浇道引入工艺相比,双内浇口引入工艺产生缩孔缩松缺陷的可能性明显减小.     

用中硅钼球铁生产增压器涡轮壳

文中提出了制造增压器涡轮壳用的中硅钼球铁的化学成分为(%):3．2~3．4C,3．5~4.0Si,0．4~0．7Mo。还介绍了造型、熔炼、球化、处理、浇注和热处理等工艺要点。     

半开式离心泵轴向力分析及平衡

泵在工作过程中存在着轴向力,影响泵的可靠性及使用寿命。利用计算流体力学方法,计算泵在不同转速下的性能参数,与试验结果相近,证明该计算模型、计算方法相对可信。进而对该模型开不同直径的平衡孔以泄压平衡轴向力。结果表明:平衡孔能够有效降低轴向力,同时对其他性能的影响较小。并选取直径2 mm平衡孔作为优选方案。     

轴向间隙对多相混输泵内流特性及压力载荷的影响

多相混输泵是一种综合了轴流泵和压缩机两种性能的新型增压设备,其动静叶轮之间存在的动静干涉作用,会降低混输泵的稳定性,造成振动.针对此问题,利用ANSYS CFX软件,基于SSTκ-ω湍流模型,当进口含气率为8％时,对多相混输泵在不同轴向间隙下进行定常数值模拟,重点分析在设计工况下轴向间隙对混输泵内部流动和静叶轮叶片压力载荷的影响.结果如下:在设计流量下,轴向间隙的增加可以使静叶轮内气相分布更均匀,减小静叶轮内湍动能较大的区域,而不同轴向间隙对动叶轮内气相和湍动能分布影响较小;在静叶轮叶片进口处,吸力面压力值随轴向间隙的增大而减小,且沿流线方向,存在轴向间隙时吸力面压力值变化较无轴向间隙时波动更大;此外,轴向间隙对叶片压力面压力值变化影响较小,且从轮毂到轮缘,压力面压力值变化受轴向间隙的影响逐渐减小.研究结果可为提高多相混输泵水力性能提供参考.     

波纹板外吹环气动噪声分析与实验研究

针对热镀锌车间,波纹板从镀锌池中出来后经过外吹环喷嘴吹净多余锌粒时产生的强噪声问题,采用大涡模拟结合FW-H方程研究了外吹环的流场、声场特性。结果表明:外吹环喷嘴出口中心位置处的噪声最大达到120 dB,距外吹环出口1 m的周向位置上噪声的声压在80 dB到120 dB之间。并通过实验验证了数值模拟结果的正确性,为实现对外吹环的噪声控制和低噪声外吹环的设计提供了依据。     

TC4钛合金深孔钻削方式和轴向力研究

针对钛合金钻削过程中的轴线偏斜问题,基于Abaqus对钛合金两种不同的钻削过程进行仿真,建立钻杆的有限元模型、数学模型,并将轴线的偏斜问题转化为两种不同钻削方式的轴向力大小问题。得出结论：在工件速度为180～900 r/min时,钻头与工件同时反向旋转时,轴向力随着工件速度的增大而减小。并对该方式进行工件转速为900 r/min的不同钻头转速、进给量的16组试验,结果表明：在钻头转速为900～1 800 r/min之间、进给量为0.02～0.08 mm/r时,平均轴向力减小了33.4%。因此,可以采用该钻削方式减小偏斜量。     

深小孔超声振动钻削轴向力的仿真与实验研究

建立深小孔轴向振动钻削加工仿真分析模型,针对轴向力通过DEFORM-3D有限元软件进行了超声振动钻削与普通钻削仿真,对两组仿真结果进行分析比较,并在超声轴向振动钻削装置上对不锈钢板进行了深小孔振动钻削和普通钻削实验,利用压电传感器测量了振动钻削和普通钻削加工的轴向力。实验结果与仿真结果对比表明:仿真结果与实验结果偏差低于8%,超声振动钻削的平均轴向力小于普通钻削的平均轴向力,钻削过程平稳。     

改进的单向磨料流加工效果及轴向力测量研究

由合金材料制成的结构复杂工件内通道及相交部位的毛刺难以有效去除,而采用磨料流(AFM)加工工艺可以有效抛光零件复杂表面、提高工件加工质量。基于此,对不同工作压力的单向磨料流作用下,工件的表面粗糙度和扩展直径进行研究,介绍一种适用于单向AFM轴向力在线测量的装置,分析了不同加工压力和流体通道长度对轴向力和体积流量的影响。研究结果表明:4.0 MPa加工压力下的AFM加工可以有效降低工件表面粗糙度,同时使工件获得更均匀的表面粗糙度,但是4.0 MPa条件下的加工时长远大于7.0 MPa;流体通道长度越短,体积流量相对于轴向力来说随着加工压力的增加而明显增加;而对于最长的流体通道,加工压力的增加导致轴向力的增加更为显著。     

轴向水流喷射速度对钢管内表面冷却均匀性的影响

利用有限元耦合场数值模拟计算方法,对无缝钢管控制冷却过程进行了三维建模和数值模拟,研究了轴向水流喷射速度对无缝钢管内表面轴向和周向冷却均匀性的影响规律.结果表明,随着轴向水流喷射速度的增加,无缝钢管轴向温度逐渐降低,轴向各点温度更趋于均匀且变化规律相同,但周向各点温度均匀性变差.     

高功率密度微型斜盘式柱塞泵虚拟样机仿真分析

为提高1 mL/r微型斜盘式柱塞泵额定转速,提升微型液压泵功率密度,运用专业软件ADAMS和AMESim分别建立该型液压泵的动力学模型和液压模型,并联合得到其虚拟样机液固耦合仿真模型。基于建立的虚拟样机仿真模型,分析工作转速、微型液压泵中心弹簧预紧力及配流盘遮盖角等不同参数匹配下对液压泵输出性能的影响。结果表明：针对排量1 mL/r微型斜盘式柱塞泵,预紧力与转速具有正相关性;适当的负遮盖角在减小稳态脉动的同时降低了泵的低速性能;在额定转速3 000 r/min下,预紧力为理论计算值1.1倍时性能最优,负遮盖角为0.5°时流量脉动最小。     

钛合金轴向超声振动铣削切削力仿真研究

针对钛合金难加工问题,将超声振动引入到对钛合金的铣削加工中,实现刀具、工件周期性接触分离,从而降低切削力、改善加工质量。以TC4为研究对象,以切削力为研究切入点,通过ABAQUS建立三维铣削仿真模型。对比分析超声铣削和普通铣削在切削力曲线特征以及数值大小上的差别,并通过观察切屑特征分析切削力的波动及稳定性。结果表明:轴向振动铣削有利于降低铣削过程中的切削力,提高切削稳定性。     

轴向柱塞泵回程球铰副力学特性分析与计算

为探求轴向柱塞泵回程球铰副中球铰的受力情况,建立吸排油2个区的柱塞和球铰的力学模型,并对球铰受到的法向压力进行分析计算。结果表明：回程球铰副受力最大区域分布在吸油区,适当的进油压力能改善回程球铰副的受力〖JP2〗状况,提高泵的使用寿命。排油区柱塞受到的影响相对较小,球铰受到的最大法向压力约为吸油区的1/2;当回程球铰副出现磨损情况时应多从吸油区柱塞受力方面进行分析。研究结论对回程球铰副设计和配对材料的选择具有一定的指导意义