拖拉机大齿轮两步锻造数值模拟

采用弹塑性有限元法对拖拉机大齿轮两步锻造过程进行数值模拟 ,得到锻造过程中工件的应变场和应力场及各工步模具型腔充满状况。表明锻造中间坯形状和终锻充满情况良好 ,与实际结果一致。对实际齿轮锻造中工艺参数选择和模具结构设计起到了指导作用     

拖拉机牵引板锻造成形过程的数值模拟

对拖拉机牵引板锻造成形过程进行了刚塑性有限元数值模拟 ,模拟结果与实际锻造一致。     

离心压气机的性能研究

利用NUMECA软件对带分流叶片和不带分流叶片的两类压气机进行数值模拟,分析了分流叶片对流场分布、工作效率以及其他工作参数的影响。研究结果表明,分流叶片的存在很好地提升了离心压气机的工作效率和工作背压,并对相对马赫数的分布有积极影响;带分流叶片的离心式压气机的流场更加稳定,流线分布平稳。     

增压器压气机叶轮有限元静强度分析

增压器压气机叶轮是内燃机的重要零部件之一,对于内燃机的性能有着至关重要的作用。本文利用有限元分析方法,对某型号车用涡轮增压器压气机叶轮建立有限元模型,对叶轮在离心载荷作用下的应力状态进行数值模拟,对于增压器压气机叶轮的设计及优化有着重要的指导意义。     

伞齿轮冷闭塞锻造成形过程数值仿真

采用冷闭塞锻造技术生产汽车伞齿轮具有节材、节能、低成本、高效率的显著优点，而且齿轮机械性能好、使用寿命高。采用DEFORM软件对捷达轿车差速器伴齿轮冷闭塞锻造成形过程进行了计算机仿真。模拟工艺试验表明，冷闭塞锻造工艺与模具设计合理，数值模拟分析准确，对轿车差速器伞齿轮冷塞锻造技术的工程应用具有重要意义。     

薄板成形切边回弹模拟的切边算法

为保证薄板多工步冲压成形切边回弹有限元数值模拟精度,提出了一种基于切边单元自适应模板的切边算法.首先进行三维切边线与零件网格的求交计算,生成有序截面线;然后进行单元取舍判断;最后沿截面线路径逐个单元调用自适应模板执行切边操作.算法避免了边界锯齿、对称约束和边界缝隙等缺点,并实现了多条切边线对加密网格进行一步切边,提高了切边效率.将算法集成到冲压成形分析软件KMAS系统切边回弹模块,通过对NUMISHEET 2005提供的国际标准考题--某汽车底板横梁拉延件的切边数值模拟,验证了算法的适用性和可靠性.     

机动载荷下高压压气机变形控制及结构优化研究

以某成熟发动机为对象,开展高压压气机机匣结构对叶尖间隙影响分析。建立计算模型,通过有限元数值模拟,得到压气机机匣结构在机动载荷作用下对叶尖间隙的影响规律,并对机匣结构进行优化以改善机匣在机动载荷作用下的变形。结果表明,高压压气机采用双层机匣结构能够增加压气机的纵向刚度,减小机匣的最大变形,使得叶尖间隙变化更为均匀。通过结构优化能够降低内层机匣的径向变形和相对椭圆度,减少机动载荷对叶尖间隙的不良影响。     

柴油机连杆的锻造成型模拟

本文导出一种基于欧拉描述的有限变形平面应变有限元计算方法 ,并用它模拟柴油机连杆的锻造成型过程。此时将模具处理成刚体 ,连杆坯料看作弹塑性材料 ,探索连杆在锻造成型过程中的流动规律。模拟锻造的结果同试验一致 ;该计算方法用于模拟连杆的锻造成型过程是可行的。     

混合遗传算法在生产线工艺路线排序中的应用

生产线工艺方案的确定是生产线设计的关键,在一条生产线中工步、工位数比较多,其顺序直接影响加工质量和生产效率。在分析生产线工步、工位排序原则的基础上,基于设备负荷平衡的思想,将一种混合遗传算法应用于生产线工艺路线排序过程中,实现了工位间及工位内各工步合理顺序的确定,并通过实例验证了该算法的有效性和可行性。     

车用涡轮增压器压气机叶轮喘振流动特性分析

使用流体力学软件FLUENT对某径流式压气机叶轮内部喘振流动特性进行了数值模拟,得到了叶轮流场的分布图。对流动现象的分析表明:喘振工况时叶轮长短叶片吸力面出现了分离区和分离涡,压力面出现了回流,叶轮内部气流波动明显并出现了冲击波。研究得到的流动特性可为该叶轮的优化设计及确保压气机高效率运行提供相应的理论依据。     

混流式水轮机叶片设计与木模图的数值实现

针对传统的混流式水轮机转轮叶片设计方法（如保角变换法）设计周期较长，且不易实现叶片模型制作的状况，通过给定速度矩方程对叶型骨线方程进行逐点积分，并由包角的误差分析对速度矩方程的系数进行修正，实现叶片正面型线的设计，在叶片正面计算流面上使用导出的最大流面厚度公式直接进行叶型加厚，得到水轮机叶片的背面叶型．文中同时给出了各部分的数学分析数值计算表达式，并用CAD系统进行叶片木模图的绘形．从得到的木模图可以看出，用该方法设计更为优化，能较好地体现设计要求，并符合实际转轮叶片的形状，确保了计算和造型的准确性，可用来进一步实现水轮机的整体水力性能分析．由于模型是数值生成，故结合相应的机械加工程序，可实现叶片木模的数控加工．     

基于FFD方法的离心压气机叶片优化设计与试验

为了改善离心压气机叶片多工况优化设计时面临的设计空间大、冗余搜索、灵活性不足、优化效率低等问题,提出了基于自由曲面变形技术(free form deform, FFD)的离心压气机复杂曲面叶片参数化方法,建立了叶片局部几何区域与三维空间网格控制体的映射模型,研究了样条曲线基函数几何特性对叶片几何构型的影响,实现了离心压气机叶片几何外形的局部精细化改型.结合B样条基FFD参数化方法、多目标进化算法和计算流体动力学对复杂叶片的局部区域进行了多工况气动寻优,优化结果表明:在满足约束条件的情况下,流场结构得到进一步的改善,额定工况和常用工况等熵效率分别提高了0.48%和0.40%,喘振裕度分别提升了1.6%和1.8%,利用较少的设计变量实现了离心压气机复杂曲面叶片高效灵活的精细化设计,为离心叶轮的气动优化设计提供了新的理论依据.     

海水淡化能量回收透平水力模型优化设计

为提高反渗透海水淡化系统中能量回收透平的回收效率,对透平叶轮的水力模型进行优化设计,分析透平叶轮几何参数交互作用对叶轮性能的影响规律,得到透平叶轮性能最佳时的几何参数.以叶片进口角、叶片出口角和叶片数为试验因素,透平水头和水力效率为试验指标,基于BBD试验设计方法对透平进行多参数组合的数值计算,并采用响应面分析法对试验...     

双叉式叶尖结构对风力机风轮振动的影响

为降低风力机风轮的振动,提出一种用于小型风力机的双叉式叶尖结构改型设计方案,通过风轮模态试验与风轮振动特性试验,测出改型设计前后风轮的模态参数、振动频率与振动加速度幅值,研究不同夹角的双叉式叶尖结构对风力机风轮振动特性的影响.通过对比未改型风轮与双叉式叶尖结构风轮的试验.结果发现:双叉式叶尖结构使风轮的二阶到四阶固有频...     

叶片形状对离心泵作透平性能影响研究

为了更好的研究叶轮出口形状对离心泵作透平性能的影响,以一台比转数为65的离心泵作为研究对象,结合数值模拟和模型试验对比分析了不同叶片形状（叶片出口倒圆、叶片出口修挫等）对于泵作透平性能的影响。通过对比原模型计算结果与试验结果对比可知,所采用的数值计算方法具有较高的精度,在设计工况附近,预测值的相对误差为3%,而在小流量工况和大流量工况分别为5%以及8%,且能够准确地模拟出不同流量下的外特性变化情况;通过对比不同叶片形状模型计算结果可知,各个流量下叶片出口修挫的模型扬程和效率都最高,而原模型获得的扬程和效率最低。     

叶片挥舞振动后风轮流场特性

为了研究水平轴风力机叶片挥舞振动后风轮尾迹流场特性的变化规律,以某NACA翼型风轮为研究对象,通过自定义UDF代码及采用动网格技术成功控制了叶片振型,使得风轮在三维旋转的同时做垂直于旋转面的挥舞运动.数值模拟中利用Fluent计算平台对风轮尾迹速度场、涡量场及压力脉动特性进行研究.研究结果显示:施加振动后风轮在1个旋转周期内均会在叶中附近产生相对速度增益区、叶尖处会产生速度亏损区域,从而使叶片受力更加不均匀,出现较大压差,加速叶片的损坏与断裂;施加挥舞振动后叶尖处涡量强度增加,叶尖涡的脱落有所延迟;施加振动前后压力脉动均呈现周期性波动,且在径向0.5 m处压力脉动波动最为明显.通过引入新的非定常因素,揭示挥舞振动对风轮尾迹流场特性影响规律,使数值模拟结果更加逼近风力机实际运行状态,对风力机叶片设计具有指导意义.     

叶片高压边安放角对高水头水泵水轮机性能的影响

基于低比转数混流式转轮设计程序,在保证转轮其他参数一致的条件下,分别设计了3个具有不同高压边安放角的叶片,并采用CFD技术对3个转轮分别进行了5个水轮机工况和5个水泵工况的全流道数值模拟,分析了叶片高压边安放角对水泵水轮机能量特性、水轮机工况转轮的来流和水泵工况转轮与活动导叶的动静干涉现象的影响.研究表明,水轮机工况下,数值计算的叶片冲角绝对值大于给定冲角的绝对值,叶片的负冲角越大,导致转轮进口撞击越剧烈,引起水轮机工况水力效率略有下降,但是对转轮内流态扰动很小.水泵工况下,叶片高压边安放角越大,与其相匹配的活动导叶转角越小;由于安放角2叶片与14°转角的活动导叶和固定导叶三者相匹配,其水力效率相对最高;而其他3种高压边安放角叶片由于不匹配,内部流场出现了撞击、脱流和回流等不稳定现象,引起水泵工况水力效率的严重下降.     

液力偶合器参数化设计系统的开发

利用UG二次开发,对液力偶合器进行参数化设计,并开发液力偶合器参数化设计系统。通过改变偶合器的5个参数：有效直径、腔型半径、叶片缩进距离、叶片数量、泵轮与涡轮间隙,得到满足需求的偶合器三维图形。     

高含沙水流混流式水轮机磨蚀的数值预测与分析

为了研究高含沙水流混流式水轮机的磨蚀规律,应用SST k-ω湍流模型和Tabakoff磨蚀模型对渭河流域魏家堡水电站水轮机内部的多相流动及其磨蚀现象进行了数值模拟,预测了易发生磨蚀的部位并分析了产生磨蚀的原因.通过与电站实际运行后的水轮机磨蚀情况对比,数值模拟结果准确地预测了磨蚀发生的部位和磨蚀程度.数值模拟结果表明:磨蚀主要发生在蜗壳的隔舌、面与面连接的不光滑区域或缝隙等不规则的边界区域以及导叶和叶片的头部端面;壁面附近的流态对磨蚀有重要影响,磨蚀破坏最严重的区域为转轮出口靠近下环的叶片区域,此处的叶片弯曲的曲率较大,形成较高的速度和不稳定流动现象;尾水管中的弯肘段改变了流体的流动方向导致较为严重的磨蚀.研究成果为水轮机磨蚀的预防和抗磨蚀水轮机的优化设计提供了参考.     

离心泵叶片反问题设计

研究了中等比转数离心泵叶片反问题设计问题,解决了叶片造型、滑移修正和流动控制等３个重要问题,介绍了反问题设计过程,给出了具体计算实例,计算表明,叶片反问题设计对叶轮内部流动具有可控性,有利于叶片形状的优化。