逆向工程在涡轮增压器叶片几何反求中的应用

叶片是涡轮增压器的关键零部件,不仅要求其有较高的尺寸精度,而且有较高的表面质量.为打破国外技术封锁,应用逆向工程技术对其进行几何反求并为其国产化提供设计依据.用三坐标测量仪测量曲面轮廓,提出了点云处理、曲线生成、曲面重构及精度评价的原则和方法,应用Imageware软件对其进行了曲面重构.提出了实体造型及生成工程图的原则和方法,应用Pro/E软件实现模型重建.利用该模型可以指导叶片的再设计与零件制造工艺的制定.     

基于ANSYS的汽轮机扭曲叶片模态分析

为分析汽轮机叶片振动特性,建立某型汽轮机叶片的实体模型,利用ANSYS结构分析模块进行模态分析,得到叶片的前六阶固有频率和相应的振型,进行模态扩展分析,得到各阶应力,为该叶片的设计优化和振动安全性检验提供数值依据.     

间冷循环冷却叶片强度计算方法

进行了间冷循环高压涡轮叶片与轮盘耦合的强度计算。高压涡轮工作叶片属于带冠气冷空心叶片,叶根为枞树型。由于其结构的复杂性,所以三维造型和网格划分都具有很大的难度。在前期的模型处理中,优先考虑了叶根工作齿接触面的单元质量,在沿接触面法向放置了两层高质量、小尺寸的接触单元,目的是能详细地模拟叶根接触部位的应力分布。本计算的主要目的是对冷却叶片强度计算方法进行探讨研究,为了了解冷却叶片及轮盘榫槽部位应力分布情况,必须将叶片与轮盘进行耦合计算,但在计算时只讨论叶片以及轮盘榫槽处的应力,轮盘其他位置的应力不在本计算中讨论。计算模型取1/86轮盘1只叶片作为分析对象,采用的几何模型是按设计图的名义尺寸,使用Pro/E建立的三维模型,计算时使用专业网格划分软件ANSA划分网格,ABAQUS软件进行计算分析。     

矩阵式高温涡轮叶片热流耦合计算及验证

对某型燃气轮机复杂矩阵式高温涡轮冷却叶片进行了热流耦合计算及验证。根据原机设计图纸,应用Pro/Engineer对高压涡轮动叶建立真实、无简化的三维模型,采用ANSYS ICEM对模型进行网格划分;热流耦合计算软件为ANSYS CFX 11.0。为了准确计算燃气对金属叶身的换热及冷却空气出口气膜对叶片尾缘的影响,计算采用了热流耦合的方法。涡轮进口主流燃气的温度在1200℃以上,冷却空气温度为450~550℃。在冷却叶片温度场计算中分别采用κ-ε湍流模型、SST湍流模型,对比了采用不同湍流模型时叶片温度场的差别,并根据整机实测结果验证了计算方法的准确性。高压涡轮动叶温度场计算结果可以作为涡轮叶片设计的依据之一,并为强度计算提供依据。     

射流扰动下舰船多叶片螺旋桨角度的实时调整

以实时调整舰船多叶片螺旋桨角度,提升舰船多叶片螺旋桨应用性能为目的,研究射流扰动下舰船多叶片螺旋桨角度的实时调整技术。利用协同射流控制技术,以三维雷诺平均N-S方程作为控制方程,求解状态矢量、对流通矢量、耗散通矢量等;利用上述参量分析协同射流螺旋桨形态受力情况,获取射流扰动产生的作用力;基于该作用力计算喷口动量系数、气泵功率系数等,分析这些参数对协同射流的影响,基于这种影响实现舰船多叶片螺旋桨角度实施调整。实验结果显示该方法所得的数据具有较高的可靠性,利用该方法实时调整射流扰动下舰船多叶片螺旋桨角度,能够显著提升螺旋桨的性能。     

不同温度下含裂纹压气机叶片的模态特征和振动特性分析

本文选取含裂纹悬臂梁模拟含裂纹压气机叶片,基于无质量扭转弹簧和呼吸式裂纹刚度模型,得到一种不同环境温度下含裂纹压气机叶片的模态特征和振动特性的分析方法。通过弹性模量引入温度模块,利用无质量扭转弹簧连续条件得到关于含裂纹梁的特征方程,分析环境温度和裂纹深度对含裂纹梁固有频率的影响;利用悬臂梁的强迫弯曲振动方程,引入呼吸式裂纹刚度模型,改变激振力频率,分析环境温度及激振频率对含裂纹梁振动位移响应的影响。结果表明,环境温度越高,含裂纹梁的固有频率越小,梁的振动位移响应越大。同时,激振频率的选取也具有一定影响。     

压气机叶片厚度对强度的影响研究

针对压气机叶片结构可靠性问题,在分析影响压气机叶片强度因素的基础上,将压气机叶片为悬臂梁,进而进行理论分析.并利用结构有限元软件对压气机动叶片进行静力学分析与模态分析,对不同厚度的压气机叶片进行有限元计算,分析得到厚度变化对叶片所受最大应力的影响规律,计算该叶片的固有频率和模态,获取坎贝尔图,进而将所得结果为压气机厚度设计和改进以及运行管理中避免共振提供决策依据.     

运动视觉在移动机器人导航与定位中的应用

针对载有修磨设备的自动导引车要能精确地监测出其相对于随意放置的转轮位置,以便对水轮机转轮叶形进行修磨和对其修复后进行自动测量的研究,阐述了用运动视觉－基于特征点的方法来识别水轮机叶片和确定自动导引车体相对于水轮机叶片的位姿,据此可规划出最佳路径,最终由车载控制系统完成导航并确定定位修磨设备与转轮的相对位置。     

汽轮机整圈自锁叶片强度与振动特性分析

针对整圈自锁叶片的安全性问题,采用有限元分析软件ANSYS Workbench对某型汽轮机叶片及其轮缘的强度进行计算,并通过单叶片-轮缘周期循环模型对整圈振动特性进行仿真分析。计算结果表明,在工作转速下叶片及其轮缘的等效应力强度均小于材料的屈服强度,同时整圈振动不存在“三重点”,不会产生共振。叶片设计满足机组运行的安全性要求,计算结果对工程设计有一定的参考价值。     

后市场更换叶片对机组载荷及发电性能的影响

为发掘现役风电场的风电潜能,提升整场的发电量,降低风力发电机全生命周期的每度电成本。选取某风场安装单机容量为2 MW机组作为研究对象,对其进行了后市场叶片增长仿真分析。通过Bladed软件对改造风电机组开展了数值仿真,简要的分析了风机发电量和整机载荷的变化情况,论证了该方案的可行性和工程意义,为陆上及海上固定式风电机组后市场更换叶片方案提供参考。