以某项目中的水平中开式高压双吸循环泵为研制对象,为实现供热系统节能运行,降低供热成本,对热水循环泵的高性能、高扬程、高可靠性提出较高的要求。考虑到输送介质是130℃高温热水,泵的工作压力为1.6 MPa,要求整个壳体结构满足强度,各部件热变形对组件配合间隙变化量影响较小,借鉴优秀的水力性能同时兼顾结构的合理性,对叶轮、吸入室、压出室进行水力设计。设计完成后借助分析软件对泵的性能、结构强度、热变形量以及转子动力学进行仿真和优化,通过试验验证测试,产品满足设计要求,达到客户使用要求。

混流泵应用轻质材料是减重的主要措施之一。基于CFturbo叶轮机械设计软件开发混流泵,提出在叶轮、导叶中采用不同轻质材料组合的方案,并基于CFD仿真单向流固耦合技术,从混流泵的外特性曲线性能、叶轮及导叶的应力与形变3个方面,对6种组合方案综合评估,验证单向流固耦合技术分析方法对轻质材料在混流泵中应用的可行性。结果表明:不同材料的叶轮对混流泵的性能影响较小;在不同流量下,叶轮与导叶采用不同材料时的最大应力与最大形变分别发生在叶片轮缘处和导叶进口处,并且最大应力值和最大形变量随流量的增加反而减小;叶轮和导叶采用轻质材料的3种可行的组合方案中,混流泵的总质量最小为29.74 kg,减重比达16.86%;最大为32.08 kg,减重比达10.32%。

针对液压支架在巷道中的特殊工况,为保障其结构的支撑安全性,采用有限元分析方法,利用ANSYS软件建立了液压支架的仿真模型,重点对底座、掩护梁及前连杆在使用中的结构强度进行分析研究,得出:底座的左右侧板和前端加强筋、掩护梁的中部连接板为整个结构中的薄弱部位,前连杆整体结构强度相对较好,掌握了各部件的应力变化规律,从多个方面提出了液压支架的结构性能优化研究。该研究对液压支架的结构性能优化具有重要指导及参考意义。

本文旨在探讨煤矿用液压支架的结构强度与稳定性分析,以提高综采工作面的安全性和生产效率。首先介绍了液压支架在综采工作面的重要作用,包括支撑顶板、传导压力等功能。随后分析了液压支架的主要组成部件和结构特点,以及受力分析的基本原理。接着讨论了结构强度分析方法,并探讨了液压支架的结构强度评估和优化策略。稳定性分析方面,阐述了液压支架可能面临的稳定性问题和挑战,以及关键因素。文章还探讨了外界因素对液压支架结构强度和稳定性的影响,并提出了改进设计和制造的方法和策略。通过本文的研究,有望为煤矿用液压支架的结构设计和维护提供有益的指导和参考。

牵引变压器风机散热性能的好坏直接影响机车整车运行,是动车组牵引系统的关键部件之一。本文首先通过风机相似设计和变形设计理论对叶轮关键参数进行设计,运用ANSYS /Fluent对该其气动性能进行CFD数值模拟,然后采用Solidworks对风机结构进行优化设计,同时利用ANSYS/Workbench对其模态、结构强度等进行计算,最后结合型式试验方法验证了该风机的各项性能均合格,完全满足牵引变压器的散热需求。

针对目前扑翼驱动机构无法以简单结构实现复杂仿生运动问题,由空间四杆机构出发,引入柔性杆件设计思路,设计了一种柔性空间扑翼驱动机构。在单驱动条件下,实现了翅翼的扑动-扭转-挥摆耦合运动。建立了机构的运动学和气动力计算模型,求解了机构在运动过程中扑动角、扭转角、挥摆角以及翅翼所受的气动力变化。根据机构特性,在Adams中建立了考虑动力学特性与机构强度的刚柔耦合模型,分析了机构的运动轨迹、运动特性及柔性杆件的应力变化情况。结果表明,该驱动机构具有运动对称性与稳定性,翅翼实现了扑动-扭转-挥摆的耦合仿生运动,同时又满足了柔性机构的强度设计要求。

航空航天发动机中,涡轮工作环境恶劣,承受流动传热耦合作用下强烈的热冲击,其结构强度问题十分突出。分别采用气动仿真和气热耦合仿真对某多级涡轮结构开展气动和强度性能仿真研究,提取相应的热边界条件进行涡轮盘结构强度有限元计算。结果表明:两种分析方法得到的涡轮气动性能十分接近,但涡轮盘表面的温度分布存在较大差异,计算得到的径向变形偏差达16%,等效应力偏差达50~100 MPa,气热耦合仿真结果更为可靠。

牵引电机是高速动车组的动力之源，牵引风机是为其强迫冷却通风，属于整个牵引系统的关键部件。采用ANSYS流体计算软件对该牵引风机完成气动方案设计，同时利用ANSYS Workbench结构强度分析软件对其结构进行合理的设计和分析，最后结合型式试验手段对风机的各项性能进行了验证，使其各项技术指标达到国外同类风机的水准，成功实现了该类牵引风机的国产化、系列化和批量化。