冲压焊接离心泵叶轮的优化设计与制造工艺研究

摘要

冲压焊接离心泵是采用冲压、焊接等工艺生产的新型离心泵，具有质量轻、流量小、扬程高、干净卫生等特点，是中小型离心泵的理想替代产品。它是我国在20世纪90年代才研制成功的新产品。由于流体运动的复杂性,以及制造和焊接设备同国外还有差距，因此冲压焊接离心泵的水力设计及制造工艺等方面还有待深入研究。本文基于上述状况，针对冲压焊接离心泵叶轮的水力设计、制造工艺和优化方法等方面进行了研究。主要研究内容和成果如下:
　　1．针对冲压焊接离心泵叶轮流道狭长、过流表面光洁等特点，采用基于“粘性流”理论对DL2-9级冲压多级离心泵进行水力设计。
　　2．以提高冲压焊接离心泵的效率、减小汽蚀性能和获得稳定的性能曲线为目的，对冲压焊接离心泵进行多目标优化，利用Matlab优化工具箱对方程式进行优化，得出最佳组合。
　　3．利用Fluent软件对离心泵内的流场进行数值模拟，得出数值模拟图，如静压力分布图、速度分布图、湍流分布图，从而得到冲压焊接离心泵内部的流动规律。
　　4．编制叶轮前盖板、后盖板、叶片的冲压工艺，对叶片的落料冲孔复合模和弯曲模进行模具设计，针对可能出现的问题，对模具设计进行分析并提出解决办法。

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第一章 绪 论

1.1课题研究的意义

1.2冲压焊接多级离心泵的技术难度

1.3冲压焊接离心泵国内外发展现状

1.4 论文研究的主要内容

第二章 冲压焊接离心泵叶轮的水力和结构设计

2.1冲压焊接离心泵的粘性流水力设计

2.2基于粘性流理论的冲压焊接离心泵叶轮水力设计

2.3离心泵叶轮的结构设计

2.4 本章小结

第三章 冲压焊接离心泵叶轮的多目标优化设计

3.1冲压焊接离心泵叶轮的优化设计模型的建立

3.2基于Matlab的冲压焊接离心泵叶轮的优化

3.3小结

第四章 冲压焊接离心泵叶轮的CFD分析

4.1 CFD基本理论

4.2冲压焊接离心泵叶轮内部流场的数值模拟

4.3 本章小结

第五章 冲压焊接离心泵叶轮的制造工艺

5.1冲压焊接离心泵叶轮分析

5.2叶轮模具的设计

5.3落料冲孔复合模具的CAM

5.4弯曲成型模的CAM和数控加工过程仿真

5.5小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献

在学期间公开发表论文及著作情况