多级离心泵级间匹配效应的研究

为研究多级离心泵各级性能之间的匹配效应,基于N-S方程及k-ωSST湍流模型,对一台11级卧式离心泵进行全三维流动数值计算,获取其外特性曲线,并与试验结果进行了对比验证。在此基础上,对泵内具有相同水力模型的中间各级性能进行了分析并与其均匀入流单级的仿真计算结果进行对比研究。结果表明,基于CFD分析的方法可有效预测多级离心泵的水力性能;多级泵中具有相同水力模型的中间各级的性能参数略有差别,在小流量下差异变大;均匀入流的单级CFD计算的水力性能与整泵CFD计算的级性能之间存在较大的差异,在对多级离心泵进行水力设计与优化时,需考虑这类级间匹配效应的影响。     

基于PumpLinx的液力变矩器三维内流场CFD数值仿真分析

应用PumpLinx对液力变矩器的内流场进行了CFD仿真计算,研究了不同网格模型对仿真计算精度的影响,完成了不同速比点的液力变矩器流体性能的仿真计算.将仿真计算结果与试验结果进行了对比分析,其结果表明,基于PumpLinx的液力变矩器CFD仿真计算可以有效地对液力变矩器性能进行预测.     

平面叶型对冷却风扇性能影响机理研究

以不削弱气动性能为前提,为提高发动机冷却风扇的噪声性能,以计算流体力学(CFD)与计算气动声学(CAA)理论为基础求解冷却风扇的气动性能和噪声性能,并与气动性能试验噪声试验结果进行对比验证了该计算方法的可靠性。对原模型的平面叶型进行优化,得到最低噪声参数组合,经CFD/CAA联合仿真验证,优化后风扇模型的气动性能与噪声性能均得到改善,从流场与声场分布的角度对优化前后的冷却风扇进行详细的对比,进一步地分析优化前后冷却风扇气动性能和噪声性能变化的机理,深入地研究其叶片结构参数对冷却风扇性能的影响机理。     

铣齿断续切削机理的研究

大模数齿轮铣削具有多刃断续切削和变切屑厚度等特点,属于典型的非自由强力切削.主要从切削力、切屑形态、表面质量等方面对铣齿断续切削的机理进行研究.采用指数经验模型,应用微段切削刃受力积分获得单个刀片瞬时合成转矩,随后考虑刀盘上刀片的分布情况,获得刀盘周期性的载荷,提出铣齿断续切削转矩的计算模型.应用间接测量的试验方法,采集三相异步电动机的主轴输入电流,重构得到切削力,另外通过试验测量出切削变形比,应用理论公式获得切削力.将试验数据和理论计算结果与计算模型进行比较,验证了铣齿加工切削转矩模型的正确性.对切削过程中的残余高度进行几何分析,获得其计算方法.初步完成对铣齿断续切削机理的分析,对铣齿加工精度提供指导作用.     

气液同轴离心式喷嘴雾化性能及优化设计研究

以气液同轴离心式喷嘴为研究对象,采用了一种优化后的代理模型和多目标优化算法对该喷嘴关键几何结构参数进行优化设计,得到了一个在低压状态下雾化性能更佳的新结构喷嘴.采用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)对喷嘴进行流场分析,并用试验验证了CFD数值模拟的准确性.基于改进鲸鱼算法(...     

基于真实刀刃轨迹的立铣刀切削厚度模型

瞬时切削厚度是铣削加工建模研究的重要参数之一。通过分析刀刃切削轨迹,可以得到准确的瞬时切削厚度,但需要求解复杂的超越方程。通常对切削刀刃轨迹进行不同程度的简化来求解近似的瞬时切削厚度。为得到准确的瞬时切削厚度,提出一种新的切削厚度计算模型。基于立铣刀真实切削刀刃轨迹,对近似的切削厚度模型进行补偿,得到较传统计算方法更为准确的结果,计算过程也更为简单。通过切削力试验验证,该模型可以得到更好的动态切削力预测结果。     

喷水推进器斜流泵级的性能预测研究

使用商用CFD软件NUMECA研究了喷水推进器斜流泵级的性能和内部三维紊流流场。采用结构网格对全流道区域进行剖分，选用k-ε双方程紊流模型，使用时间推进法计算流场中的各流动参数。并根据流场计算结果对泵级的流量-扬程特性和流量-效率特性进行了预测，试验测试和计算结果相一致，说明该计算方法具有较好的可信度及较高的计算精度。     

液力变矩器轴向力研究

在液力变矩器变矩工况下优化了一元流理论中的循环流量参数,并应用一元流理论进行了液力变矩器轴向力计算.建立了液力变矩器全流道模型,进行了CFD计算,并得到了液力变矩器轴向力.流量优化后的计算结果与CFD轴向力计算结果误差在10％以内.在液力变矩器闭锁工况下应用一元流计算液力变矩器轴向力,通过动态膨胀试验方法和压力试验机测得盖轴向力,并与一元流计算结果做对比分析误差在7％以内.研究表明一元流理论可以满足液力变矩器轴向力设计需要.     

超精密车削时切屑形成及表面微观形貌形成机理的研究

在亚微米级CNC超精密车床上进行了单晶金刚石刀具切削试验 ,根据试验结果分析了切屑形成机理和最小切削厚度与表面粗糙度之间的关系 ,建立了加工表面微观形貌的几何模型。研究结果表明 :通过计算最小切削厚度值可预测金刚石车削加工可获得的表面粗糙度值。     

双腔液力缓速器特性预测与试验研究

对双腔液力缓速器进行了特性预测和试验研究.利用UG建立双腔液力缓速器三维模型并提取内部全流道模型,采用CFD软件对液力缓速器进行了特性计算,获取了内部流动的流速场、压力场、两相分布,得到了满充液以及部分充液状态下的制动转矩随转速、充液率变化的规律.进行了双腔液力缓速器台架试验,将试验结果与CFD软件仿真结果做了对比分析...     

离心压缩机级叶轮外径切割的估算方法

依据３种不同叶片出口角的叶轮进行外径切割的实验结果，提出了离心压缩机级叶轮外径切割的估算方法。使用该方法有利于利用已有模型级的实验结果，比较准确地估计不同叶轮外径切割量时的级性能，从而扩大该模型级的使用范围，也可在产品试验后发现级出口压力偏高时，比较准确地确定应有的叶轮外径切割量。     

中大型深沟球轴承外圈沟道精仿工艺

仿形车床C7232原来用于中型深沟球轴承外圈沟道的粗加工,精加工由成型车刀完成。由于产品转型,加工直径变为φ250mm～φ320mm之间,沟道变宽使切削力增加,精车工序无法由成型刀完成。针对以上问题,用C7232车床进行精车试验,圆满完成中大型产品外沟道精加工,质量符合要求。     

Surface topography and roughness in hole-making by helical milling

Helical milling is used to generate holes with a cutting tool traveling on a helical path into the workpiece in which the diameter of the hole can be adjusted through that of the helical path. Based on an improved Z-map model, a 3D surface topography simulation model is established to simulate the surface finish profile generated after a helical milling operation using a cylindrical end mill. The surface topography simulation model incorporates the effects of the relative motion between the cutting tool and the workpiece, in which the effect of the insert runout error of the cutting tool is considered. Furthermore, the roughness parameters are deduced from simulations of the 3D surface topography. The experimental result shows that the proposed simulation algorithm can predict well the surface roughness in a helical milling operation. The surface topography simulation model is used to study the effects of cutting conditions such as the tangential feedrate, the diameter of the cutting tool and the hole, the insert runout error of the cutting tool, as well as the revolution of the cutting tool around the axis of the hole on the surface finish profile. It is found that the surface quality can be improved by optimization of the cutting conditions. As a result, the proposed model will be helpful in determining the cutting conditions to meet surface finish requirements in helical milling operation.     

磨料水射流切割工艺参数的实验研究

磨料水射流切割中影响切割深度的因素很多,各工艺参数的选择和合理搭配对切割结果有很大影响,并且难以用精确的数学模型来描述.以磨料水射流切割混凝土为例,考察了射流压力、进给速度、靶距、磨料流量、磨料粒径和材料性能等工艺参数对最大切割深度的影响.结果表明:(1)切割深度与射流压力呈线性增长关系;(2)在一定范围内切割深度随磨料流量增加而增加,但当磨料流量达到一定值后,切割深度随流量增加反而下降;(3)切割深度随磨料粒径的增加呈先增加后减小的规律,存在一极值点;(4)切割深度随切割速度的增加呈指数衰减;(5)存在一最佳靶距,超过这个界限值时,随着靶距的增大,切割深度急剧减小;(6)混凝土试件抗压强度的抗压强度越大,切割深度越小.     

CFD在液一液水力旋流器能耗及分离效率预测中的应用

简要介绍了水力旋流器分离性能测试的实验装置、用于旋流器数值模拟计算的数学模型和分散相模型。计算得到了旋流器的分离效率与流量的关系曲线、粒级效率曲线和压力分布规律，并将计算结果与实测数据进行了对比，这对从理论上评价旋流器的分离性能和结构设计具有重要的意义。     

马氏体时效钢的刀-屑接触区变形试验研究

对不同热处理后06Ni6CrMoVTiT1马氏体时效钢进行了切削试验,并用光学显微镜和电子显微镜对所得切屑根部进行了观察分析。试验结果表明：在切削固溶态和时效态的马氏体时效钢时,均会出现积屑瘤（以下简称BUE）,其原因是多方面的,自回火和应变时效析出是产生BUE的主要因素,相应BUE裂纹尖端圆钝。     

轴向车铣等距型面的运动建模

为研究轴向车铣加工等距型面的切削过程,针对其运动过程复杂的特点,以矢量为研究对象,通过矢量分析建立描述其运动过程的数学模型,并给出基本矢量方程。通过数学模型对加工的运动轨迹进行仿真,分析主要切削参数对运动轨迹的影响。为验证运动矢量模型的正确性,进行等距型面的轴向车铣加工试验,得到包含内外轮廓等距型面的加工样件。结果表明,采用轴向车铣完全可以实现等距型面的内外轮廓加工,理论上只要增大铣刀与工件的转速比就可以得到足够小的工件表面粗糙度,且选用逆铣的切削方式更容易得到光滑的加工表面。     

微量润滑系统参数对雾化特性的影响

微量润滑切削过程中,系统的雾化特性会影响界面间的雾粒渗透效果。采用激光粒度分析仪对微量润滑系统的雾化特性进行了单因素试验测试,研究了空气流量、喷射距离、切削液用量以及切削液类型等系统参数对雾粒平均直径及其尺寸分布的影响。结果表明,空气流量、喷射距离为主要影响因素,当空气流量保持在80~90 L/min、喷射距离控制在40~50 mm范围内时能够获得较好的雾化效果。基于因次分析法建立了微量润滑条件下的雾粒直径预测模型,其误差小于10%,能够较好地描述微量润滑系统参数对雾化特性的影响。     

采用流场分析提高涡轮流量传感器性能的研究

以10 mm口径液体涡轮流量传感器为研究对象,经过对传感器内部流场进行分析,提出通过减小靠近叶片顶端的叶片受力面积,提高传感器测量性能的方法。从对特性曲线的分析出发,结合传感器数学模型,提出了一种利用不同流量点的仪表系数平方差Δ(K~2)评价传感器性能的方法。在此基础上,结合CFD仿真和传感器样机实验测试,研究了不同叶轮叶片形状参数对传感器性能的影响。实验结果表明:改变叶轮叶片形状能有效提高传感器的测量性能,切角参数为0.25时,传感器性能最优;此方法同样适用于其他口径涡轮流量传感器结构的优化。     

某缸内直喷发动机油气分离模拟分析及实验验证

该文使用CFD仿真分析软件对某缸内直喷发动机油气分离器内气液两相流场进行了数值模拟,分析了三种不同结构(改进前后)迷宫式油气分离器的流动分布、压力损失,采用离散模型模拟油滴粒子喷射,假定油滴粒子与壁面碰撞后即被捕捉,进而得出不同直径油滴的油气分离效率,并设计了一个简单而有效的试验方法对油气分离器分离效率间接进行验证.结果表明,采用CFD软件模拟计算方法能够计算出油气分离器油气分离效率,获得的结果反映了流动本质,根据所需要的油气分离效率优化设计油气分离结构,满足最终产品要求.