由于渦輪鉆具葉片型線的設(shè)計(jì)愈加復(fù)雜,葉片的傳統(tǒng)加工方法面臨越來越多的加工難題。因此擬將電解加工技術(shù)應(yīng)用于渦輪鉆具葉片的制造領(lǐng)域,對(duì)渦輪鉆具葉片電解加工陰極工具的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。以?127 mm渦輪鉆具葉片的設(shè)計(jì)為例:首先基于多項(xiàng)式曲線擬合的方法,在MATLAB中編程計(jì)算繪制出最初的葉片曲線;然后將得到的曲線導(dǎo)入AutoCAD,根據(jù)理論計(jì)算得到的葉片幾何參數(shù)修補(bǔ)得到葉片型線的幾何圖紙;最后將葉片型線導(dǎo)入GAMBIT有限元前處理軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分,并在ANSYS Fluent軟件中進(jìn)行流場(chǎng)仿真分析,同時(shí)在Tecplot360軟件中進(jìn)行后處理得到流場(chǎng)中流體的流向圖、速度云圖及壓力云圖。結(jié)果表明利用這種方法設(shè)計(jì)的葉片可以滿足實(shí)際工作狀況的要求。研究?jī)?nèi)容和結(jié)果為渦輪鉆具葉片的電解加工研究奠定了良好基礎(chǔ)。 

【文章來源】：石油機(jī)械. 2020,48(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

渦輪鉆具葉片的幾何描述圖

渦輪葉片葉型示意圖如圖2所示。葉片截面型線主要包括前緣、后緣、葉片吸力面以及葉片壓力面。在進(jìn)行渦輪葉片葉型的設(shè)計(jì)過程中,為了保證葉型表面速度和壓力的均勻分布,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意:①保證葉片曲線光滑柔順,降低水力損失;②保證各部分曲線連接處的曲率變化均勻,保證葉片截面型線光滑;③前、后緣應(yīng)保證為圓弧,且分布的變化規(guī)律相同。

現(xiàn)在根據(jù)前述的渦輪葉片幾何參數(shù),求解上述未知數(shù)。建立如圖3所示的平面直角坐標(biāo)系(橫縱坐標(biāo)表示葉片的x、y取值),取渦輪軸流方向?yàn)閄軸正方向,取葉片前緣水平線方向?yàn)閅軸正方向,■葉片節(jié)距處設(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)�，F(xiàn)設(shè)定初始條件:AB和AC為前緣的兩條切線,前緣楔角∠BAC=φ1,過前緣圓心O1,直線AO1與Y軸反向夾角為β1k。EF和EG為后緣的兩條切線,后緣楔角∠FEG=φ2,過后緣圓心O2,直線EO2與Y軸正方向夾角為β2k。前后緣半徑分別為r1和r2,安裝角為βm。設(shè)前緣圓心 Ο 1 ( x o1 ,y o1 ) ,其中 x o1 =r 1 ,y o1 = t 2 ,則可推導(dǎo)出弦長(zhǎng)與前緣圓弧切點(diǎn) f( x f ,y f ) ,則有:

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Bezier曲線的渦輪葉片造型方法[J]. 何順,馮進(jìn),陳斌,劉倩倩,梅蘭星.  長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版). 2017(21)
[2]Φ127 mm渦輪鉆具在干熱巖鉆井取心鉆進(jìn)中的試驗(yàn)研究[J]. 翁煒,張德龍,趙志濤,朱迪斯.  探礦工程(巖土鉆掘工程). 2017(09)
[3]隨鉆測(cè)井用井下發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的渦輪設(shè)計(jì)[J]. 荊寶德,王智明,曲海樂,高春甫,趙潔.  光學(xué)精密工程. 2012(03)
[4]基于解析及特征造型的渦輪冷卻葉片參數(shù)化設(shè)計(jì)[J]. 虞跨海,李立州,岳珠峰.  推進(jìn)技術(shù). 2007(06)
[5]渦輪鉆具葉柵水力性能仿真優(yōu)化技術(shù)研究[J]. 劉孝光,潘培道,胡昌軍.  冶金設(shè)備. 2007(01)
[6]國(guó)外電解加工的研究進(jìn)展[J]. 朱荻.  電加工與模具. 2000(01)
[7]國(guó)外葉片鍛造技術(shù)概況[J]. 全榮,陳爾昌,陳日曜.  航空工藝技術(shù). 1994(04)

博士論文
[1]發(fā)動(dòng)機(jī)葉片高精度電解加工陰極設(shè)計(jì)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王蕾.南京航空航天大學(xué) 2006

碩士論文
[1]渦輪鉆具葉片設(shè)計(jì)及CFD分析[D]. 賈雷.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2013
[2]渦輪鉆具渦輪葉片設(shè)計(jì)及水力性能仿真優(yōu)化研究[D]. 趙洪波.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2012



本文編號(hào)：3624742