离心泵叶轮CAD系统开发

建立W indows环境下的离心泵叶轮三维CAD系统,该系统运用V isual C ,选择Pro/E为支撑软件,根据离心泵水力设计原则,完成了从离心泵基本设计参数的输入、计算到叶轮轴面图生成这一整套的参数化CAD过程,并生成Pro/E接口文件,然后在Pro/E中实现叶轮空间扭曲叶片的三维实体造型设计,摒弃了传统生成叶轮二维木模图的方法。     

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▲离心泵及混流泵水力设计系统 该系统根据设计参数进行离心泵叶轮、蜗壳、径向导叶和半螺旋形吸水室的水力设计以及混流泵叶轮、空间导叶、蜗壳和肘形吸水室的水力设计;可对离心泵进行改型(相似和切割)设计;可绘出水力设计图并标注尺寸。使用此程序可大大节省设计工作量,原来需     

低比转速离心泵叶轮流道形状的参数化设计

离心泵叶轮流道形状直接影响液体在流道内的流动状态和叶轮叶片设计,针对低比转速离心泵叶轮流道．将其分为轴向通道、转弯通道和径向通道三个部分;以叶轮流道内液体流经断面均匀变化为目标对叶轮流道形状进行优化,得到优化的流道形状;通过对Auto CAD进行二次开发实现叶轮流道的参数化设计,提高离心泵叶轮水力设计的效率和准确性,有助于离心泵叶轮的设计。     

基于CAD-CREO的离心泵叶轮三维造型新方法

鉴于高比转速离心泵叶轮扭曲的叶片曲面给其三维造型带来的困难,本文结合CAD强大的二维绘图能力与CREO强大的曲面造型功能,能高效、准确地实现离心泵叶轮三维造型。以叶轮水力图为基础,在CAD软件中,参考叶片工作面与背面坐标数值分别绘制叶片轴面截线,并对数据有误的个别点进行调改,以保证轴面截线的光滑性;将CAD截线导入至CREO软件中便可精准、快速完成叶轮三维造型。为了实现三维造型的精准性,需将叶片曲面前盖板、后盖板、出口边分别延伸2～3 mm,再采用合并曲面的方法对叶片前盖板、后盖板及出水边进行修型,进而绘制精准的叶片空间曲面,有效解决了在CREO软件中利用水力图上点的坐标数据直接生成叶轮叶片截线而导致的曲面凹凸不平、绘图速度低效的问题。且在CREO软件中,能够通过导入、替换CAD轴面截线更加快速地实现一个新的叶轮整体造型,为叶轮内部流动、受力载荷数值模拟以及模具数控加工带来了极大方便。     

基于水力损失计算的离心泵叶轮叶片出口角选择方法

叶片出口角是离心泵叶轮的关键几何结构参数之一,但在设计过程中,出口角实际是依据设计经验在较大范围内进行选择的,这就使得叶轮的水力性能具有一定的偶然性。为了将出口角选择与叶片数及设计参数相联系,本文基于叶轮内水力损失计算将水力效率表示成了含有设计参数、出口角及叶片数的形式;在其他参数保持一定的基础上研究出口角、叶片数与水力效率的关系,然后通过构建目标函数,使得叶片数和出口角获得最佳搭配组合,使得叶轮水力效率获得极大值;通过研究目标函数中设计系数及叶片数对最佳出口角选择的影响,发现设计参数不但对水力效率值有很大影响而且也决定了最佳出口角的取值。在此基础上,本文提出了依据设计参数选择出口角的方法,实例证明,依据设计参数选择出口角的方法能够快捷地设计出具有较佳水力性能的叶轮,实现叶片数及出口角的选择,避免了传统方法中出口角选择的盲目性。     

非对称双环式行星减速器的参数化系列设计

针对一种新型的非对称双环式行星减速器,在介绍其结构和工作原理的基础上,对该型减速器进行了参数化系列设计.采用模块化设计思想,将整个设计系统划分为参数设计与计算模块和参数化CAD模块,并利用数据库实现二者的动态链接.提出了非对称双环式行星减速器的参数化设计流程,论述了参数化设计中的关键技术问题.以AutoCAD为开发平台,采用VBA与Visual LISP交叉编程技术开发了非对称双环式行星减速器的参数化CAD系统.     

基于UG的风动双输出送料机叶轮的设计与加工

使用风能作为动力来源设计叶轮结构。运用UG CAD模块对叶轮的结构进行参数化设计,利用软件的仿真功能对机构进行全局的运动仿真,进而调整叶片参数,使其达到功能要求。最后利用UG CAM模块在四轴联动机床加工出叶轮。     

应用滑移网格技术分析多级离心泵的三维瞬态流动

运用滑移网格技术、三维非稳态Navier-Stokes方程和标准的k-e湍流模型对工业中常用的D型多级节段式离心泵进行了全三维瞬态流场的数值模拟,分析泵内叶轮与导叶间的动静干扰问题.滑移网格设置在多级离心泵叶轮出口与固定导叶入口之间的交互界面,对每个时间步求解流动方程.对任一个叶轮旋转周期内,分析叶轮径向力、静压等参数出现脉动信号频率与动、静叶片数的关系;分析静、动叶片间静压值沿周向的变化规律.该三维非稳态模拟结果可为多级离心泵的水力优化设计提供依据.     

承重托架CAD/CAE集成设计系统

介绍了承重托架参数化设计和强度分析的CAD/CAE集成设计系统,它包括三维参数化造型、有限元强度分析及工程图和材料清单自动生成3个子系统.应用UG软件提供的接口进行二次开发实现三维模型参数化和二维图纸的自动生成.用有限元软件来实现对托架的强度分析,其关键是合理布置受力点并符合实际.     

基于流场计算的螺旋离心泵叶轮静力学分析

为研究螺旋离心泵叶轮结构的振动特性,首先建立螺旋离心泵内部流场三维模型,对设计工况下的螺旋离心泵内流场进行了定常数值模拟,得到了叶片表面的压力载荷分布;建立叶轮有限元模型,以螺旋离心泵全流道三维定常数值模拟计算结果为基础,利用顺序耦合技术进行了有预应力的叶轮静应力分析和模态分析,结果表明:叶轮的最大应力出现在叶片进口的轮毂处,叶轮强度满足设计要求;叶轮最大的形变区域出现在叶片进口的轮缘处;叶轮的变形域随着频率的增加而增大;叶轮的各阶固有频率远大于泵的运行频率,因此在运行过程中不易发生共振现象。     

低比转速离心泵叶轮造型及有限元网格划分一体化分析

在作图法的基础上,整理了完整的低比转速离心泵叶轮的计算机建模方法,根据叶轮几何形状及建模方法的特点采用节点连接和几何变换相结合的方法,发展了一种有效的离心泵叶轮三维有限元网格自动生成的算法,编制了界面友好的三维网格自动生成程序。使用该程序只需输入叶轮基本几何参数,即可得到泵叶轮三维有限元分析网格,为进,行实际叶轮的造型与有限元网格划分一体化设计奠定了基础。     

基于 Fluent的 AY型离心油泵叶轮内流场数值模拟

借助Pro/E造型平台建立叶轮单流道的简化模型和叶轮整体的三维模型,利用Fluent流体分析软件对AY型离心油泵叶轮内流场进行模拟,采用标准k-ε湍流模型和SIMPLY算法,利用Fluent前处理器GAMBIT网格建模,模拟出叶轮内流场的流动规律,初步分析了离心泵叶轮的速度和压力分布,获得离心泵叶轮流道内的速度场、压力场。结果表明,Fluent数值模拟能真实反映叶轮内部的复杂流动,为AY型离心油泵叶轮的设计及改进提供了基础依据。     

离心泵叶轮CAD系统中流道几何模型的构造

提出了一种离心泵叶轮的计算机辅助设计方法,给出了保证叶轮流道光顺的几何模型;在按过水断面面积变化规律设计叶轮流道时,对轴面流道和叶片同时进行设计,使得最终设计出的叶轮轴面流道和叶片所确定的叶轮流道的过水断面面积分布情况精确地符合设计目标。本文为提高离心泵叶轮的设计质量及效率提供了一个新的方法。     

离心压缩机叶轮分流叶片对性能的影响

某离心压缩机三元流叶轮由于在入口处无加工空间,因此改为带有分流叶片的叶轮。为了验证改造后的叶轮是否满足设计参数以及和原始叶轮的异同,采用了数值方法对原始叶轮和改造后的叶轮进行了数值分析。结果表明,两种均满足设计要求,并且改造后的叶轮性能要好于原始叶轮。这是由于原始叶轮在入口处的相对马赫数较大,因此所引起的摩擦损失也略大。     

叶轮机械叶片的计算机辅助设计

本文讨论了基于叶轮机械三元流动通用理论的叶型设计及优化过程,改进了叶型积迭和叶片加工用平面样板曲线的计算方法,发展了绘制叶片和叶轮的各种平面投影、空间轴测投影及消除被遮盖的隐藏线的计算机绘图方法,并已获得实际应用。本文给出了典型的实例。     

带分流叶片的离心泵叶轮内三维不可压湍流场的数值模拟

对带分流叶片的离心泵叶轮内三维不可压湍流场进行数值模拟。计算采用雷诺时均方程和修正了的 湍流模型,在压强连接的隐式修正法(SIMPLE—C)建立的压力速度校正方程基础上,利用贴体坐标系和交错网格技术进行计算。计算结果揭示了带分流叶片离心泵叶轮内湍流流动的速度分布、压力分布规律,并对增加分流叶片后叶轮内部的流动状况进行了分析和研究,研究结果将对带分流叶片的离心泵进行性能预测和优化设计有指导 意义。     

计算离心泵面积比和蜗壳面积的方法

依据离心泵的面积比原理,推导得出了计算离心泵面积比的计算公式,公式体现了面积比值和叶轮、蜗壳的水力参数关系。提出建立在面积比原理基础上、低比转速离心泵在加大流量设计后的面积比、蜗壳第八断面面积的计算方法及公式,面积比及蜗壳的第八断面面积和泵的流量加大系数、比转速加大系数得到了联系,也和叶轮、蜗壳的水力参数有关。解决泵行业一直依据经验统计值确定面积比而不能使低比转速离心泵在设计点效率最高这一问题。实例表明:提出的计算方法能够提高低比转速离心泵的效率,充实低比转速离心泵的设计理论。     

流体激振力对高速泵转子振动特性的影响研究

对高速泵三维流场进行了非定常计算,分析了高速泵内的压力分布情况。研究了高速泵叶轮上的稳态径向力和脉动径向力,分析了流体激振力对高速泵叶轮系统的振动及其轴心轨迹的影响。计算结果表明:泵内部流场的压力分布合理,稳态作用力的计算符合实际数据;瞬态作用力与叶轮和隔舌的干涉流动有很大关系;在脉动激振力作用下,泵转子振动响应谱图中出现了脉动激振力的频率及其谐波频率。