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《CAD_CAE在流體機械領(lǐng)域中的應(yīng)用_韓綠霞》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第三屆中國CAE工程分析技術(shù)年會論文集CAD/CAE在流體機械領(lǐng)域中的應(yīng)用韓綠霞宋懷俊(鄭州大學(xué)化工學(xué)院,河南鄭州450001E-mail:hanluxia@zzu.edu.cn)摘要:::本文主要介紹了:Excel、Solidworks在進行離心泵葉輪優(yōu)化設(shè)計方面的應(yīng)用,研究了葉輪軸面、平面投影圖的繪制以及過流面積的檢查,同時進行葉輪的三維建模;最后介紹了ANSYS有限元分析軟件和Solidworks軟件的無縫連接。關(guān)鍵詞:::優(yōu)化設(shè)計:,Excel,Solidworks,ANSYS中圖分類號:::TH112:文獻標(biāo)識碼文獻標(biāo)識碼:::A:The
2、researchoftheoptimumdesigninLowspecificspeedcentrifugalimpellerHANLu-XiaSONGHuai-Jun(CollegeofChemicalEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001,China)Abstract:ThearticleintroducesoptimumdesignmodelofaimpellerbyuseofExcelandSolidworkssoftware,andresearchesthefluidareachec
3、kedandthedrawoftheaxialandtheplaneprojectiondrawbyExcelsoftware,threedimensionmodelofthetheimpellerbySolidworks.Finally,themethodoftheinformationexchangebetweentheANSYSandtheSolidworkssoftwareisintroducedKeywords:Optimizationdesign,Excel,Solidworks,ANSYS葉輪是影響離心泵性能的重要做功元件,高效率、高
4、性價比的離心泵葉輪研發(fā)需要消耗工程技術(shù)人員大量的時間和精力;本文結(jié)合Excel和Solidworks軟件的應(yīng)用,利用速度系數(shù)法進行了低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵葉輪的優(yōu)化設(shè)計方法的探討,為工程技術(shù)人員在進行類似新產(chǎn)品研發(fā)[1]過程中尋求一種高效、快捷的新方法。1111低比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計低比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計[2]設(shè)計條件如下表1,應(yīng)用速度系數(shù)法并借助于Excel軟件計算葉輪的主要尺寸。表1計算條件3介質(zhì)揚程m流量m/h轉(zhuǎn)速r/min稀硝酸722801480比轉(zhuǎn)數(shù)ns水力效率容積效率機械摩檫效率總效率610.970.950.890.82414426第三屆中國C
5、AE工程分析技術(shù)年會論文集Excel軟件的公式函數(shù)、數(shù)組功能和圖表處理用來進行工程計算具有很大的優(yōu)越性,在利用速度系數(shù)法進行葉輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,筆者應(yīng)用Excel的數(shù)據(jù)處理功能完成了低比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪的設(shè)計計算(如圖1)。以比轉(zhuǎn)數(shù)的計算為例,在C5單元格中輸入“=3.65*E2*(D2/3600)^0.5/C2^(3/4)”回車,即可得到比轉(zhuǎn)數(shù)的計算結(jié)果ns=61,此處E2、D2、C2分別表示單元格引用,當(dāng)揚程、流量、轉(zhuǎn)速發(fā)生改變時,只需在E2、D2、C2單元格內(nèi)修改其值,則比轉(zhuǎn)數(shù)的計算結(jié)果可以得到相應(yīng)更新。單元格引用對工程中的大量重復(fù)計算頗有[3]意
6、義,可以很大限度地減小工程技術(shù)人員的計算工作量。圖1葉輪主要尺寸計算Fig1Thecalculationofmostimpellerdimension222葉片繪型2葉片繪型葉片形狀復(fù)雜,設(shè)計和制造的不準(zhǔn)確必定影響離心泵的性能,而準(zhǔn)確繪制葉片形狀是設(shè)計高效率離心泵的前提。SolidWorks是全參數(shù)化特征造型軟件,有變量化的草圖輪廓繪制和全面的零件實體建模功能,驅(qū)動參數(shù)改變草圖或特征的大小和位置。因此,筆者嘗試采用Solidworks軟件進行葉輪[4]軸面投影圖和葉輪平面投影圖的繪制,并利用Excel計算軟件進行其流道的檢查。2.12.12.1軸面
7、投影圖的繪制與檢查軸面投影圖的繪制與檢查415427第三屆中國CAE工程分析技術(shù)年會論文集按照軸面投影圖的形狀繪制草圖輪廓,在完成草圖輪廓后進行尺寸標(biāo)注,通過尺寸驅(qū)動草圖輪廓形狀的改變,并同時為相關(guān)幾何要素填加約束關(guān)系,如葉輪前后蓋板處的圓角分別與葉輪入口輪廓、前蓋板處流線添加相切約束關(guān)系,即可得到如圖2所示的軸面投影圖,其過渡圓可以參考其它低比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪確定,或指定其尺寸,再根據(jù)軸面投影圖的檢查結(jié)果去進行修改。圖2軸面和平面投影圖的繪制軸面投影圖的形狀繪制結(jié)束后,需Fig2Theprotractingoftheimpelleraxialandpla
8、ne要在前后蓋板的流線之間繪制一系列projectiondraw圓,同樣利用尺寸驅(qū)動和相切約束關(guān)系保證相鄰兩圓之間的圓心距