大扭曲度整体涡轮叶片展成电解加工成形规律及试验研究 被引量：17

1

作者 朱永伟 徐家文 赵建社 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第17期1778-1783,共6页

根据大扭曲度整体涡轮结构特点与加工难点,提出用展成电解方式实现其叶片加工;分析、研究大扭曲度整体涡轮展成电解加工叶片型面成形规律;根据其成形特点,进行多轴联动数控编程的优化;合理设计阴极及流场,对叶背二次腐蚀、出口短路及叶... 根据大扭曲度整体涡轮结构特点与加工难点,提出用展成电解方式实现其叶片加工;分析、研究大扭曲度整体涡轮展成电解加工叶片型面成形规律;根据其成形特点,进行多轴联动数控编程的优化;合理设计阴极及流场,对叶背二次腐蚀、出口短路及叶背余量去除等关键工艺问题进行分析讨论并提出有效解决措施;进行整体涡轮叶片展成电解加工试验,可稳定达到型面精度加工要求,为大扭曲度整体涡轮展成电解加工的应用创造了条件。 展开更多

关键词 大扭曲叶片 整体涡轮 成形规律 流场设计 二次腐蚀

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燃料电池金属双极板设计与成形技术综述 被引量：13

2

作者 华日升 张文泉 +1 位作者 程利冬 王春举 《精密成形工程》 北大核心 2022年第3期25-33,共9页

氢燃料电池具有清洁、高效等诸多优点,受到了世界各国的高度关注,极板是其重要部件之一。综述了质子交换膜氢燃料电池金属双极板设计、成形等方向的研究和应用进展。在金属双极板设计方向,从极板平面流场分布设计、3D流场设计、考虑电... 氢燃料电池具有清洁、高效等诸多优点,受到了世界各国的高度关注,极板是其重要部件之一。综述了质子交换膜氢燃料电池金属双极板设计、成形等方向的研究和应用进展。在金属双极板设计方向,从极板平面流场分布设计、3D流场设计、考虑电堆结构的极板流场设计以及微流道尺寸优化设计等方面进行综述;在金属极板成形方向,从刚模冲压成形、软模冲压成形以及成形质量与电池性能相关性等方面进行综述。最后,结合笔者对行业的调研和理解,对未来金属极板的方向发展进行了展望。 展开更多

关键词 氢燃料电池 金属双极板 流场设计 冲压成形 工艺与性能相关性

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叶盘通道径向电解加工的流场设计及试验 被引量：11

3

作者 孙伦业 徐正扬 朱荻 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期95-100,共6页

合理的流场设计是实施电解加工的必要前提.为实现叶盘通道的全方位电解加工,采用径向电解加工方法对某型整体叶盘进行研究.首先,设计了可控对称式电解液流场;然后,建立了流场的有限元模型,并利用有限元法对流动方式进行了仿真分析;最后... 合理的流场设计是实施电解加工的必要前提.为实现叶盘通道的全方位电解加工,采用径向电解加工方法对某型整体叶盘进行研究.首先,设计了可控对称式电解液流场;然后,建立了流场的有限元模型,并利用有限元法对流动方式进行了仿真分析;最后,为验证流场设计的合理性,开展了叶盘通道电解加工试验,试验结果显示,与传统流动方式相比,采用可控对称式流场,叶盘轮毂的表面粗糙度从2.450μm降低至0.154μm,轮毂的加工重复精度在0.07mm以内,叶盆、叶背的重复精度在0.17mm以内.这一结果表明,流场设计合理,有利于提高轮毂的加工质量,可获得较好的加工稳定性及一致性. 展开更多

关键词 整体叶盘 径向电解加工 叶盘轮毂 流场设计 可控对称式流场

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基于温度和速度均匀性的侧送风烘房设计及仿真 被引量：9

4

作者 陈忠加 雷雯雯 王青春 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第19期18-26,共9页

为提高农业机械零部件烘房温度均匀性,该研究设计并优化送风参数,分析其对速度场、温度场的影响。首先,通过理论分析和计算流体力学(Computational Fluid Dynamics)相结合的方法,对所设计的农机零部件烘房速度场、温度场进行数值模拟,... 为提高农业机械零部件烘房温度均匀性,该研究设计并优化送风参数,分析其对速度场、温度场的影响。首先,通过理论分析和计算流体力学(Computational Fluid Dynamics)相结合的方法,对所设计的农机零部件烘房速度场、温度场进行数值模拟,得到烘房内速度、温度分布规律。进一步分析各送风参数对速度均匀性、温度均匀性的影响。结果表明:单侧送风回风方式优于双侧送风回风;送风口数量为8时,温度、速度均匀性较好;送风角度15°时,速度、温度均匀性较好。试验数值和模拟数值误差较小,温度误差小于1.68%,风速误差小于1.1 m/s,仿真结果可靠有效。所设计的农机零部件烘房工作稳定可靠,温度不均匀系数低于6%,满足设计要求。该研究可为农机零部件烘房结构设计及参数选取提供理论依据。 展开更多

关键词 农业机械 烘房设计 速度不均匀系数 温度不均匀系数 流场设计

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质子交换膜燃料电池双极板流场分析 被引量：9

5

作者 季运康 丁大增 《佳木斯大学学报（自然科学版）》 CAS 2018年第2期236-240,共5页

质子交换膜燃料电池双极板的流道设计影响反应气体的分布均匀性及流道阻力,进而影响燃料电池性能。通过CFD技术对四种常见的流道设计,包括平行流道、网格流道、蛇形流道、螺旋流道,进行流场分析,比较不同流道设计的双极板的传质面积、... 质子交换膜燃料电池双极板的流道设计影响反应气体的分布均匀性及流道阻力,进而影响燃料电池性能。通过CFD技术对四种常见的流道设计,包括平行流道、网格流道、蛇形流道、螺旋流道,进行流场分析,比较不同流道设计的双极板的传质面积、气体分布均匀性及流道阻力。在不考虑加工复杂度的前提下,双极板为单流道时采用网格流道性能较佳,多流道时采用螺旋流道性能较佳。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 双极板 流场设计 CFD

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整体构件异形曲面电解加工运动分析与设计 被引量：5

6

作者 朱永伟 徐家文 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期47-53,共7页

为了解决整体构件异形曲面的加工难题,提出了展成电解加工及电解光整加工的方法,分析展成运动方式,讨论确定机床进给运动方案,重点探讨直纹面整体构件叶片间通道电解加工及异形曲面电解光整加工的进给运动参数设计方法,分析并给出合理... 为了解决整体构件异形曲面的加工难题,提出了展成电解加工及电解光整加工的方法,分析展成运动方式,讨论确定机床进给运动方案,重点探讨直纹面整体构件叶片间通道电解加工及异形曲面电解光整加工的进给运动参数设计方法,分析并给出合理的流场设计方案。通过优化异形曲面电解加工的数控编程、完善工艺设计与试验,最终加工出了合格件。 展开更多

关键词 异形曲面 运动设计 流场设计 通道加工 电解光整 航空发动机

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流道布置对风冷燃料电池性能影响的研究 被引量：7

7

作者 彭明 夏强峰 +4 位作者 蒋理想 张瑞元 郭凌燚 陈黎 陶文铨 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期4625-4637,共13页

风冷燃料电池在无人机上应用具有较大的优势,但其仍然面临着性能低、水热管理复杂等问题。采用数值模拟研究了阴阳极流道顺流、逆流以及交叉流布置方式对风冷燃料电池性能的影响,讨论了各物理量之间的耦合机制。研究发现阴极流道布置对... 风冷燃料电池在无人机上应用具有较大的优势,但其仍然面临着性能低、水热管理复杂等问题。采用数值模拟研究了阴阳极流道顺流、逆流以及交叉流布置方式对风冷燃料电池性能的影响,讨论了各物理量之间的耦合机制。研究发现阴极流道布置对风冷燃料电池关键物理量分布影响显著,受水含量分布不均影响,交叉流布置催化层中电流密度呈现孤立点状分布,相较于顺流流道布置与逆流流道布置,交叉流流道布置具有较好的热管理特性,能够显著提高膜电极中水含量,继而提升风冷燃料电池性能,在0.6 V操作电压下,交叉流流道布置电流密度相比较顺流流道设计提升了约20%,此外研究还发现,环境相对湿度的降低会显著降低风冷燃料电池性能。 展开更多

关键词 燃料电池 数值模拟 传递过程 流场设计 水热管理

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航天发动机叶片电解加工流场设计和试验研究 被引量：8

8

作者 刘强 徐正扬 《机械制造与自动化》 2020年第2期54-59,共6页

电解加工作为整体构件制造的主要技术之一,其流场设计的合理性将严重影响电解加工过程的稳定性、加工效率和质量。针对航天发动机叶片式扩压器设计了部分阻隔式反W型流场,并开展了与侧流式和反W型流场的仿真比较。仿真结果表明,该流场... 电解加工作为整体构件制造的主要技术之一,其流场设计的合理性将严重影响电解加工过程的稳定性、加工效率和质量。针对航天发动机叶片式扩压器设计了部分阻隔式反W型流场,并开展了与侧流式和反W型流场的仿真比较。仿真结果表明,该流场方式可以保证加工区电解液的高速流动,并能有效避免进/排气边漏液现象。最后,在部分阻隔式反W型流场中开展了叶片式扩压器电解加工试验,在阴极进给速度为0.5 mm/min时加工出了扩压器叶片,验证了流场设计的合理性。 展开更多

关键词 航天发动机 电解加工 流场设计 仿真 扩压器 试验研究

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具有泡沫金属流场的燃料电池研究进展 被引量：1

9

作者 艾贤魏 魏琳 +2 位作者 郭剑 车帅 蒋方明 《新能源进展》 CSCD 北大核心 2024年第1期24-34,共11页

泡沫金属是一种具有高孔隙率、高电导率、良好传热性和重量较轻等优点的新型多功能材料,在质子交换膜燃料电池(PEMFC)中嵌入泡沫金属作为流场的应用受到越来越多的关注。重点综述PEMFC流场的研究进展,探讨泡沫金属结构参数、流场设计和... 泡沫金属是一种具有高孔隙率、高电导率、良好传热性和重量较轻等优点的新型多功能材料,在质子交换膜燃料电池(PEMFC)中嵌入泡沫金属作为流场的应用受到越来越多的关注。重点综述PEMFC流场的研究进展,探讨泡沫金属结构参数、流场设计和环境因素等对功率密度、气体分布、压降和水热管理等性能的影响。进一步讨论泡沫金属流场在PEMFC应用中所面临的腐蚀和水淹问题,以及具备耐腐蚀涂层泡沫金属的研究进展,为PEMFC泡沫金属流场的发展和优化提供有益的启示,以期推进泡沫金属在PEMFC中的应用。 展开更多

关键词 泡沫金属 质子交换膜燃料电池 流场设计 腐蚀 水热管理

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渐开线内花键电解加工流场设计及工艺稳定性研究 被引量：7

10

作者 王轶禹 赵建社 +1 位作者 谷民凯 纪涛 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第13期1562-1570,共9页

为进一步提高渐开线内花键电解加工的工艺稳定性,基于数值分析方法探讨了电解液流动方式、工具阴极结构、电解液参数对流场分布的影响规律。数值分析结果表明:电解液侧向流动可以改善加工区入口处电解液流速分布均匀性;带有导流段的变... 为进一步提高渐开线内花键电解加工的工艺稳定性,基于数值分析方法探讨了电解液流动方式、工具阴极结构、电解液参数对流场分布的影响规律。数值分析结果表明:电解液侧向流动可以改善加工区入口处电解液流速分布均匀性;带有导流段的变截面阴极能够降低工件表面流速波动。针对工艺稳定性及加工定域性,开展了渐开线内花键电解加工试验研究。试验结果表明:进给速度可达2.1 mm/min以上,齿形误差可控制在0.015 mm以内,当加工深度为30 mm时,齿向误差在0.02 mm以内。该加工方式的效率及精度能够满足很多实际需求,具有明显的技术经济优势。 展开更多

关键词 电解加工 渐开线内花键 流场设计 工艺稳定性

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CFD在电除尘器超低排放设计中的应用 被引量：6

11

作者 叶兴联 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期743-750,共8页

由于我国环保排放要求的日益严格,电除尘器超低排放成为最受关注的问题之一。流场作为影响电除尘器超低排放性能的重要因素,具有重要的工程意义。基于CFD（计算流体力学）模拟方法,并结合工程实际应用,从流量分配、本体气流分布设计、... 由于我国环保排放要求的日益严格,电除尘器超低排放成为最受关注的问题之一。流场作为影响电除尘器超低排放性能的重要因素,具有重要的工程意义。基于CFD（计算流体力学）模拟方法,并结合工程实际应用,从流量分配、本体气流分布设计、本体阻力、电场极配型式、绝缘系统热风吹扫设计等方面对电除尘器流场设计进行阐述和对比分析。结果表明：电除尘器流场优化既要考虑流量分配均匀,又要考虑粉尘量分配均匀,电除尘器入口烟道导流板的合理设计不但可以解决流量分配平衡问题,也可以使粉尘量的偏差得到大幅度改善;进出口喇叭角度不但对本体流场均匀性有影响,对除尘器本体阻力也有较大影响,进口喇叭扩张角、出口喇叭收缩角越大,本体速度分布均匀性越差,本体阻力也越大;灰斗阻流板的合理设计有助于减轻收尘区下沿高速区与灰斗的强回流现象;在不同极配型式中,针刺线平行于极板比针刺线垂直于极板的击穿电压更高,电流密度更均匀,更有利于粉尘收集;改进绝缘系统热风吹扫的方式有助于解决绝缘系统短路现象。 展开更多

关键词 环境工程学 电除尘器 数值模拟 流场设计 超低排放

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燃料电池极板过渡区结构的优化设计

12

作者 赵明 李国祥 +1 位作者 王桂华 白书战 《内燃机与动力装置》 2024年第2期11-18,27,共9页

为解决质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFC)反应区流道燃料分配不均匀性,采用计算流体力学方法对流道燃料流动进行仿真,采用变异系数对不同方案进行评价,研究过渡区中圆柱体积占比、圆柱排列方式、圆柱到流... 为解决质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFC)反应区流道燃料分配不均匀性,采用计算流体力学方法对流道燃料流动进行仿真,采用变异系数对不同方案进行评价,研究过渡区中圆柱体积占比、圆柱排列方式、圆柱到流道距离、过渡区圆柱开孔率对燃料分配均匀性的影响。结果表明:采用圆柱导流的燃料分配均匀性优于导流道导流;过渡区圆柱采用正方形排列时燃料分配均匀性最佳;增加圆柱到流道的距离,各流道燃料分配均匀性呈现先升高后下降的趋势,距离为3 mm时均匀性较好;过渡区开孔率约为11.4%时燃料分配均匀性较好,过大过小都会造成分配均匀性恶化。 展开更多

关键词 PEMFC 极板 数值模拟 流场设计 性能优化

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氢燃料电池复合流场中气-液传输对极化特性的影响

13

作者 崔万鑫 商显上 +3 位作者 王璐 孔祥安 刁艳涛 李新海 《内燃机与动力装置》 2024年第4期11-19,26,共10页

为了明确氢燃料电池极板内气-液流动规律,提高氢燃料电池的输出性能,优化电池输出特性,设计径向流通蛇形流场方案,仿真分析流场分路和面积对气-液传递及电池输出特性的影响。仿真结果表明:在不同分路数量的流场中,3条分路的流场结构水... 为了明确氢燃料电池极板内气-液流动规律,提高氢燃料电池的输出性能,优化电池输出特性,设计径向流通蛇形流场方案,仿真分析流场分路和面积对气-液传递及电池输出特性的影响。仿真结果表明:在不同分路数量的流场中,3条分路的流场结构水堵塞面积更小,更利于氧气传输,输出性能更佳,电流输出范围比5条分路扩宽14.1%,但在电流密度较大时流场内部气体输送不及时,功率输出受浓差极化电压的影响较大;流场面积主要影响欧姆控制区和浓差控制区,大面积流场在欧姆控制区输出性能较好,小面积流场在浓差控制区输出性能较好。 展开更多

关键词 氢燃料电池 流场设计 气液流动 极化特性

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阵列变截面球槽结构电解加工流场设计及试验研究 被引量：2

14

作者 严丁虎 赵建社 +2 位作者 张昌昊 高伟正 朱寅 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第23期2824-2831,共8页

变截面球槽结构表面硬度高、三维形状复杂,采用电解加工具有较好的技术经济优势,但其加工精度和加工稳定性受流场影响比较明显。为提高电解液流场均匀性,基于流场仿真分析探讨了通液方式、流道结构对流场分布的影响规律,并开展了电解加... 变截面球槽结构表面硬度高、三维形状复杂,采用电解加工具有较好的技术经济优势,但其加工精度和加工稳定性受流场影响比较明显。为提高电解液流场均匀性,基于流场仿真分析探讨了通液方式、流道结构对流场分布的影响规律,并开展了电解加工试验研究。仿真和试验结果表明:采用定向流道供液的分域通液方式有利于提高流场稳定性和流速分布一致性,可以有效提高工艺稳定性;优化出入口流道结构可以进一步提高球槽表面质量,能够满足加工稳定性和加工精度要求。 展开更多

关键词 变截面球槽 电解加工 流场设计 流道结构

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电解加工的流场设计 被引量：4

15

作者 贾明浩 《模具制造》 2006年第12期56-59,共4页

简要阐明了电解加工广义流场设计的主要内容。指出了过去有关电解液供给方法分类的局限性,根据各种类型零件电解加工流场设计的特征,提出了新的分类方法。

关键词 电解加工 流场设计 电解液供给

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固体氧化物燃料电池气流和热场的宏观尺度数值模拟研究进展 被引量：1

16

作者 栾凯夫 蔡长焜 +3 位作者 谢满意 张纯 郑坤灿 安胜利 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2985-3002,共18页

宏观数值仿真方法通过耦合多个物理场可对固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)进行仿真,在研究SOFC内部机理、外部输出性能等方面存在优势,可为电池优化设计提供依据。SOFC内部气体流动的均匀性直接影响电池效率,热场的分... 宏观数值仿真方法通过耦合多个物理场可对固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)进行仿真,在研究SOFC内部机理、外部输出性能等方面存在优势,可为电池优化设计提供依据。SOFC内部气体流动的均匀性直接影响电池效率,热场的分布会影响电池的发电性能和长期稳定性。本文总结了SOFC内部流道、外部歧管对流场的影响、优化传统流道以及设计新型流道中的宏观数值仿真模拟,以及宏观尺度数值仿真在热量传输和热稳定性方面的研究进展;概括了宏观数值模拟在分析燃料效率,结合多尺度模型,以及设计SOFC组件及新结构方面的研究进展。对应用宏观数值仿真方法研究SOFC进行总结和展望,认为目前需要统一SOFC结构设计的评价标准,以便量化对比。 展开更多

关键词 固体氧化物燃料电池 数值模拟 流场设计 热模拟 性能优化

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质子交换膜燃料电池三维数值仿真研究综述 被引量：5

17

作者 刘祥荣 蒋宇 +1 位作者 张雪霞 陈维荣 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第21期7352-7369,共18页

三维数值仿真在研究质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)内部机理、外部输出性能等方面存在优势,可实现降低研究成本及提高科研效率等目的。该文首先对PEMFC的三维数值仿真方法进行介绍,其次,阐述三维数值仿... 三维数值仿真在研究质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)内部机理、外部输出性能等方面存在优势,可实现降低研究成本及提高科研效率等目的。该文首先对PEMFC的三维数值仿真方法进行介绍,其次,阐述三维数值仿真在模拟PEMFC内部两相流、液态水运动和水淹方面的应用,并总结三维数值仿真在优化传统流场和设计新型流场中的应用。三维数值仿真方法通过耦合多个物理场可对PEMFC各个方面进行仿真,进一步概括三维数值仿真在操作参数、膜电极组件和热管理等方面的研究成果。最后,对应用三维数值仿真方法研究PEMFC进行总结和展望,可对相关研究提供一定的参考价值。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 数值模拟 水管理 流场设计 性能优化

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微尺度弧形群缝电解加工试验研究 被引量：5

18

作者 赵建社 王峰 +1 位作者 肖雄 李龙 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第23期186-193,共8页

精密电解加工是剃须刀网罩上微尺度阵列弧形群缝的首选加工工艺,为提高电解加工精度和加工过程稳定性,基于电场分析,优化了工具阴极凸起宽度、凸起高度关键尺寸的设计;基于对流场的数值分析,优化设计了电解液流道结构,优选了电解液进出... 精密电解加工是剃须刀网罩上微尺度阵列弧形群缝的首选加工工艺,为提高电解加工精度和加工过程稳定性,基于电场分析,优化了工具阴极凸起宽度、凸起高度关键尺寸的设计;基于对流场的数值分析,优化设计了电解液流道结构,优选了电解液进出口压力参数,消除了流道内可能存在的缺液区和流线交叉区域,并据此研制了专用工装夹具。通过工艺试验,研究了端面初始间隙、平均电压,进给速度等关键工艺参数对群缝缝宽的影响。在研制的数控电解加工设备上加工出了缝宽0.24 mm的弧形群缝,且群缝的曲线形状精度高,加工过程稳定,已能够满足批量生产的需要。 展开更多

关键词 电解加工 弧形群缝 微尺度 电场分析 流场设计

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整体构件周向叶片电解加工流场设计及实验 被引量：4

19

作者 彭苏皓 徐正扬 +2 位作者 谷洲之 朱栋 刘嘉 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期750-756,共7页

针对整体构件周向叶片的特点与加工难点,设计了带有内置绝缘腔的电解套型加工工具阴极,建立了两种进液方式的流场三维模型,采用有限元法对两种进液方式的流场进行仿真计算。计算结果表明由绝缘腔的叶盆叶背两侧进液并对出液口进行优化... 针对整体构件周向叶片的特点与加工难点,设计了带有内置绝缘腔的电解套型加工工具阴极,建立了两种进液方式的流场三维模型,采用有限元法对两种进液方式的流场进行仿真计算。计算结果表明由绝缘腔的叶盆叶背两侧进液并对出液口进行优化的流场方式较好,电解液流速较高且流场较均匀。使用根据有限元仿真结果设计的阴极开展实验,结果表明实验与流场仿真结果相符,采用优化流场模型的加工过程流场稳定,加工效率较高。 展开更多

关键词 整体构件周向叶片 流场设计 阴极设计 仿真

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传动用内花键展成电解加工技术研究

20

作者 沈磊 王希 +2 位作者 黄景山 金林 姚斌 《电加工与模具》 2023年第3期36-40,共5页

针对传动系统关键零件内花键的结构特点与加工难点,开展内花键展成电解加工流场、电场仿真与试验验证工作。首先分析内花键工件的成形特点,基于模拟仿真研究了展成电解加工中电解液流动方式对流场分布的影响规律;其次进行展成电解加工... 针对传动系统关键零件内花键的结构特点与加工难点,开展内花键展成电解加工流场、电场仿真与试验验证工作。首先分析内花键工件的成形特点,基于模拟仿真研究了展成电解加工中电解液流动方式对流场分布的影响规律;其次进行展成电解加工电场仿真,研究了工艺参数对工件轮廓的影响。基于上述仿真结果,设计了一种新型电解工装夹具,并开展了内花键展成电解工艺试验,验证了展成电解加工方案的可行性,有望实现内花键的稳定高质加工。 展开更多

关键词 展成电解加工 流场设计 电场仿真 工装夹具

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