Concepts NREC的發(fā)展史

1、Concepts NREC公司簡介Concepts NREC, 世界上最著名的葉輪機(jī)械專業(yè)服務(wù)公司。全世界唯一的既開發(fā)和推廣葉輪機(jī)械專用設(shè)計(jì)/加工（CAE/CAM）軟件，同時也提供葉輪機(jī)械樣機(jī)開發(fā)和性能測試的全方位高端服務(wù)公司。Concepts NREC公司業(yè)務(wù)遍布世界各地，包括知名的制造廠商、政府部門、科研機(jī)構(gòu)和工程協(xié)會等。世界上絕大多數(shù)離心壓縮機(jī)、工業(yè)軸流壓縮機(jī)、航空發(fā)動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、汽輪機(jī)、泵、風(fēng)機(jī)等產(chǎn)品領(lǐng)域的知名制造商都購買了Concepts NREC系列軟件作為設(shè)計(jì)分析和葉輪葉盤高精度銑制的核心平臺。公司前身源于美國麻省理工學(xué)院的3位科學(xué)家1956年成立的北方研究工程公司（簡稱NRE

2、C）和美國工程院院士Dave Japikse博士于1980年成立的Concepts ETI公司。由于業(yè)務(wù)相近，兩家公司于2000年合并，形成今天的Concepts NREC公司。NREC在葉輪機(jī)械領(lǐng)域具有非常輝煌而榮耀的歷史：1960年代，開發(fā)了導(dǎo)彈和航天器導(dǎo)航系統(tǒng)用的高速泵系統(tǒng)；開發(fā)F108戰(zhàn)斗機(jī)和B70轟炸機(jī)的機(jī)艙環(huán)控系統(tǒng)，形成了世界上第一套壓縮機(jī)制冷循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析的計(jì)算機(jī)程序，進(jìn)而也將該技術(shù)應(yīng)用到了北極星核潛艇項(xiàng)目中。1970年代，NREC更加聚焦于葉輪機(jī)械和燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域的技術(shù)研究。開設(shè)倫敦辦公室，并啟動大量燃燃燒室方面的研究項(xiàng)目，項(xiàng)目成果為美國空軍解決了很多發(fā)動機(jī)燃燒室燃燒不穩(wěn)定問題

3、；美國總部推出了世界上最早的航空發(fā)動機(jī)/燃?xì)廨啓C(jī)專用商用軟件，包含軸流和離心壓氣機(jī)、渦輪、燃油泵等設(shè)計(jì)功能，并啟動了CFD方面的研究；開展了一系列試驗(yàn)研究項(xiàng)目，例如分析不同設(shè)計(jì)參數(shù)選擇對氣動性能的影響，提高葉輪效率、喘振裕度和擴(kuò)壓器性能的技術(shù)方法，這些研究帶來了一系列破紀(jì)錄的高氣動性能設(shè)計(jì)成果，極大推進(jìn)了燃?xì)廨啓C(jī)、工業(yè)壓縮機(jī)以及汽輪機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展；NREC還為NASA阿波羅載人航天項(xiàng)目開發(fā)了航天飛機(jī)緊湊式換熱器設(shè)計(jì)分析專用軟件；在民用壓縮機(jī)領(lǐng)域，NREC為一家氮肥廠改造了原料壓縮機(jī)，設(shè)計(jì)和交付當(dāng)時最大尺寸的17-4PH不銹鋼葉輪，直到20多年以后，該機(jī)組還在完全高效運(yùn)行。1978年，NREC

4、成為世界500強(qiáng)企業(yè)英格索蘭(IR)公司的全資子公司，負(fù)責(zé)壓縮機(jī)和微型燃機(jī)產(chǎn)品的新技術(shù)研發(fā)，同時NREC允許繼續(xù)為全世界葉輪機(jī)械行業(yè)提供軟件應(yīng)用、工程咨詢等服務(wù)。1980年代，NREC為GE T-64、PW T-400、T700、T58、PT6T、LTP101等發(fā)動機(jī)開發(fā)了世界上唯一的空氣測功器技術(shù)和設(shè)備，形成VAROC35和250兩大型號；為AR318渦槳發(fā)動機(jī)提供了具有更好喘振裕度的壓比8：1單級離心壓氣機(jī)；開發(fā)了燃燒室專用設(shè)計(jì)和分析軟件；開發(fā)了世界上最早的葉輪葉盤零件五軸數(shù)控加工編程專用軟件；發(fā)布全三元流CFD分析軟件；為麥道飛機(jī)公司成功開發(fā)了直升機(jī)無尾槳設(shè)計(jì)技術(shù)NOTAR；參與開發(fā)ST

5、700空氣啟動器項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)獨(dú)一無二的兩級背靠背渦輪設(shè)計(jì)；為IR開發(fā)了Centac離心壓縮機(jī)系列型號和Turbogen微型燃機(jī)。1990年代，NREC為海狼級攻擊型核潛艇開發(fā)了先進(jìn)的超靜音魚雷發(fā)射泵技術(shù)和裝置，后來該技術(shù)也用于NSSN攻擊型核潛艇開發(fā)項(xiàng)目；為AAAV水陸兩棲突擊戰(zhàn)車的預(yù)研項(xiàng)目開發(fā)了高性能噴水推進(jìn)技術(shù)和樣機(jī)；為日本NIPPI飛機(jī)公司開發(fā)了EDC電子冷卻壓氣機(jī)裝置，由T-64發(fā)動機(jī)通過行星齒輪系統(tǒng)直接提供動力；為MD900直升機(jī)開發(fā)新的NOTAR風(fēng)扇；為Aurora飛機(jī)技術(shù)公司開發(fā)無人機(jī)發(fā)動機(jī)多級增壓器；為WR-21發(fā)動機(jī)開發(fā)高性能板翅換熱器。在民用領(lǐng)域：進(jìn)行大量氟利昂制冷劑替換的制

6、冷壓縮機(jī)改造項(xiàng)目；為德萊賽蘭改造大量Isopac系列空氣壓縮機(jī)；開發(fā)燃?xì)廨啓C(jī)高性能回?zé)崞鳎婚_發(fā)心臟泵設(shè)計(jì)技術(shù)；開發(fā)了“魚友”水輪機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)。NREC公司與Concepts ETI公司于2000年合并，形成今天的Concepts NREC公司。目前公司員工130人，在英國、中國、印度設(shè)有辦事處或分公司，其代理遍布美洲、亞洲、歐洲、非洲和澳洲。作為世界領(lǐng)先的葉輪機(jī)械專業(yè)公司，Concepts NREC不僅承接了來自葉輪機(jī)械制造商委托的富有挑戰(zhàn)性的設(shè)計(jì)開發(fā)任務(wù)，同時也承擔(dān)大量了來自美國政府，包括能源部、國防部和航空航天的科研任務(wù)，其服務(wù)領(lǐng)域包括：· 空氣壓縮機(jī)、過程壓縮機(jī)、天然氣/氫氣壓縮

7、機(jī)、透平膨脹機(jī)· 航空發(fā)動機(jī)、推進(jìn)系統(tǒng)微型發(fā)動機(jī)· 燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)和水輪機(jī)· 渦輪增壓器· 火箭渦輪泵· 單級和多級離心泵、管道泵、軸流泵和混流泵· 風(fēng)機(jī)、發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇、電子冷卻風(fēng)扇、真空系統(tǒng)· 等等除常規(guī)的氣動設(shè)計(jì)與強(qiáng)度分析之外，公司服務(wù)內(nèi)容還包括：· 機(jī)械工程與設(shè)計(jì)· 系統(tǒng)分析與優(yōu)化· 控制系統(tǒng)· 先進(jìn)制造技術(shù)· 試驗(yàn)技術(shù)Concepts NREC 葉輪機(jī)械敏捷工程設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)CAE/CAM軟件系列盡管公司承接的設(shè)計(jì)任務(wù)往往是難度大，要求高，但公司總能滿足甚至超過客

8、戶的要求，因而為公司贏得了越來越廣泛的贊譽(yù)。公司在工程設(shè)計(jì)服務(wù)方面的成功，為其軟件推廣也起到了良性的推動作用。Concepts NREC不僅自己做了大量的試驗(yàn)研究，來自大量的客戶的反饋信息，使其設(shè)計(jì)軟件更貼合工程實(shí)際，從而成為了業(yè)界普遍采用的工具和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。該公司開發(fā)的軟件包括：· 總體方案、一維方案設(shè)計(jì)· 三維詳細(xì)設(shè)計(jì)和全三元流CFD分析· 有限元應(yīng)力和振動分析· 軸承設(shè)計(jì)和轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析· 自動優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件· 直紋面?zhèn)热屑庸ぁ⒆杂汕纥c(diǎn)加工和閉式葉輪整體銑削專業(yè)軟件軟件具體模塊名稱及功能簡介如下： 離心/斜流壓氣機(jī)設(shè)計(jì)點(diǎn)及非設(shè)計(jì)點(diǎn)

9、平均流線性能預(yù)測程序: COMPAL 葉片泵設(shè)計(jì)點(diǎn)及非設(shè)計(jì)點(diǎn)平均流線性能預(yù)測程序: PUMPAL 風(fēng)機(jī)/風(fēng)扇設(shè)計(jì)點(diǎn)及非設(shè)計(jì)點(diǎn)平均流線性能預(yù)測程序: FANPAL 徑流渦輪設(shè)計(jì)及性能預(yù)測程序：RITAL 軸流壓氣機(jī)/渦輪設(shè)計(jì)點(diǎn)及非設(shè)計(jì)點(diǎn)平均流線性能預(yù)測程序: AXIAL 三維流道和葉片幾何設(shè)計(jì)，快速交互式流場分析和通流計(jì)算程序: AxCent 從其它三維CAD軟件的葉輪數(shù)據(jù)輸入接口：CAD Translator 快速設(shè)計(jì)級CFD程序: Pushbutton CFD 自動FEA前后處理程序及解算程序: Pushbutton FEA 高溫渦輪氣冷葉片設(shè)計(jì)分析系統(tǒng): CTAADS 多學(xué)科自動優(yōu)化接口程

10、序: TurboOpt II 轉(zhuǎn)子動力學(xué)及軸承分析軟件: DyRoBeS 葉輪零件整體數(shù)控加工自動數(shù)控編程軟件：MAX-PAC其中AxCent與UG、PRO/E、SolidWorks等CAD軟件；與CFX、NUMECA、Fluent、Denton等CFD軟件、以及通過Pushbutton FEA與ANSYS、NASTRAN、ABAQUS、COSMOS等FEA軟件都有數(shù)據(jù)接口，可以很好地將現(xiàn)有的其它商用軟件集成到該研發(fā)平臺來。MAX-PAC是世界上最早的、應(yīng)用最廣泛的葉輪葉盤5軸數(shù)控加工編程專用軟件，廣泛應(yīng)用于世界各航空航天企業(yè)，享有極高聲譽(yù)。該軟件包括： MAX-5：直紋面葉輪側(cè)銑加工5軸數(shù)控

11、加工編程軟件。 MAX-AB：自由曲面葉輪葉盤點(diǎn)銑加工5軸數(shù)控加工編程軟件。 MAX-SI：閉式葉輪葉盤整體銑加工5軸數(shù)控加工編程軟件。與其它CAM軟件相比，MAX-PAC在以下方面具有無可比擬的優(yōu)勢： 減少培訓(xùn)時間 MAX-5, MAX-AB 或者M(jìn)AX-SI 操作培訓(xùn)只需1-2天； 3個軟件同時培訓(xùn)也只需3-4天； 通用CAM 系統(tǒng)需要好幾個星期,甚至幾個月。 減少編程時間 使用MAX-5、MAX-AB 或者M(jìn)AX-SI 對復(fù)雜葉片盤/葉輪編程，只需1-2天； 如果葉輪相似，輸入?yún)?shù)不需改變，可以在幾分鐘內(nèi)自動完成編程； 即使是簡單的零件，通用CAM 系統(tǒng)需要2-3周或更長時間。 減少刀位

12、軌跡的計(jì)算時間 由于MAX-5、MAX-AB 和MAX-SI 有針對性地作了許多刀位軌跡的限制，刀位計(jì)算時間要比通用CAM系統(tǒng)快得多。 自動建立通用CAD軟件都難以構(gòu)造的幾何模型 MAX-5, MAX-AB 或MAX-SI 根據(jù)表格設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)自動建立幾何構(gòu)造模型； 通過設(shè)置裕量值，可以方便地構(gòu)造毛坯偏置曲面； 通用CAM 系統(tǒng)需要花費(fèi)大量的時間和人力生成曲面和構(gòu)造幾何模型。 自動構(gòu)造葉輪特有的幾何結(jié)構(gòu) MAX-5, MAX-AB 或MAX-SI 能夠自動構(gòu)造如下特征幾何，如橢圓型入口邊、后切型入口邊和變半徑圓角； 諸如此類的特征幾何用通用 CAM 系統(tǒng)構(gòu)造難度相當(dāng)大。 自動優(yōu)化刀位軌跡 MAX-

13、5, MAX-AB 或MAX-SI 根據(jù)我們遍布全世界的專業(yè)用戶那里獲得的反饋信息，提供完善的刀位軌跡優(yōu)化策略。 選用最大直徑的刀具 MAX-5, MAX-AB 或MAX-SI 采用迭代算法調(diào)整刀軸矢量、選取最大直徑的刀具，以便以最快速度切削材料； 我們的算法能保證刀具平滑連續(xù)地通過型腔，切削材料； 通用CAM 系統(tǒng)通常需要抬刀、再以不同的角度切入； 大多數(shù)通用CAM 系統(tǒng)只有簡單的刀軸方位算法，從而對刀具直徑產(chǎn)生限制。 自動優(yōu)化刀軸方位 MAX-5, MAX-AB 或MAX-SI 自動查找無干涉的刀軸矢量； 對于用全三元流軟件即CFD軟件設(shè)計(jì)的扭曲葉輪，避免干涉尤其重要； MAX-5, MA

14、X-AB 或MAX-SI 自動光滑刀軸矢量； 光滑刀軸矢量對于高速銑非常重要； 通用CAM 系統(tǒng)需要操作者花費(fèi)大量時間構(gòu)造一個驅(qū)動面，將刀軸方位設(shè)置為與驅(qū)動面成一個角度，會導(dǎo)致機(jī)床運(yùn)動軸加速度劇烈變化，對機(jī)床和加工效果極其不利。 優(yōu)化側(cè)刃銑削 MAX-5, MAX-AB 或MAX-SI 采用獲得美國專利的計(jì)算方法，最大限度地減少側(cè)刃銑削時的過切誤差，因此直紋面葉片可以一次精加工； 大多數(shù)CAM 系統(tǒng)采用簡單的側(cè)刃銑削方法，導(dǎo)致加工結(jié)果曲面變型，與設(shè)計(jì)模型誤差相當(dāng)大。 用戶能獲得最佳技術(shù)支持 Concepts NREC 有經(jīng)驗(yàn)豐富的葉輪和葉片盤加工人員，用戶能從這些專家處獲得快速的、專業(yè)的技術(shù)支

15、持； 大多數(shù)通用 CAM 系統(tǒng)，都不能在第二天答復(fù)問題；而且你很可能找不到熟悉透平葉輪類復(fù)雜幾何編程的技術(shù)人員； 一旦用戶提出新的需求，新的功能很快就會納入到新的版本之中。教育與培訓(xùn)公司在教育培訓(xùn)方面也卓有成就。在公司總部，多達(dá)16門專業(yè)課程，以兩年為一周期，比任何大學(xué)開辦的專業(yè)課程都多。此外，公司還在世界各地不定期舉辦葉輪機(jī)械專業(yè)設(shè)計(jì)課程，廣受歡迎。公司資深研究者自己編纂出版專業(yè)教材，由于通俗易懂、緊密聯(lián)系工程實(shí)際，而且信息量大，這些教材已經(jīng)是許多大學(xué)的專業(yè)輔導(dǎo)教材和葉輪機(jī)械工程設(shè)計(jì)人員案頭必備的設(shè)計(jì)指導(dǎo)。專業(yè)書籍包括：Advanced Experimental Techniques in

16、Turbomachinery透平機(jī)械的高級試驗(yàn)技術(shù)Axial and Radial Turbines 軸流渦輪與徑流渦輪Centrifugal Pump Design and Performance離心泵設(shè)計(jì)與性能Centrifugal Compressor Design and Performance 離心式壓縮機(jī)和性能Compressor Surge and Stall 壓縮機(jī)失速與喘振Design of Highly Loaded Axial-Flow Fans and Compressors 高載荷軸流風(fēng)扇和壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)Diffuser Design Technology 擴(kuò)壓器設(shè)計(jì)技

17、術(shù)Hydrodynamics of Pumps 泵的水動力學(xué)分析Introduction to Turbomachinery透平機(jī)械簡介Fundamentals of Turbocharging渦輪增壓基礎(chǔ)理論Concepts NREC專有高技術(shù)硬件產(chǎn)品本著不與軟件用戶競爭的原則，Concepts NREC公司并不制造銷售葉輪機(jī)械產(chǎn)品。公司僅保留兩個成熟產(chǎn)品，其一是直升機(jī)渦軸發(fā)動機(jī)用空氣測功器，其二是戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)艙環(huán)控和電子冷卻壓氣機(jī)。VAROC空氣測功器建立了一種新的測試直升機(jī)和燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的世界標(biāo)準(zhǔn)。徑向離心式壓氣機(jī)（即VAROC）與其他任何測功器相比，具有無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。VOROC可以不受

18、任何氣候環(huán)境的影響，而且可靠性高，操作簡單，易于維護(hù)，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。VAROC空氣測功器被世界各國軍方和民用航空機(jī)構(gòu)所采用，而且是美國、澳大利亞、意大利、日本、西班牙和其它國家國防部的首選測功器。VAROC進(jìn)行載荷測試無需復(fù)雜供水系統(tǒng)和輔助設(shè)備：VAROC使用環(huán)境大氣吸收功率，不需要傳統(tǒng)測功器所需的龐大的供水系統(tǒng)。通過移動輪蓋調(diào)節(jié)氣流通過旋轉(zhuǎn)葉輪葉片的通道寬度進(jìn)行精確控制，從而可以精確控制功的吸收量?？勺兏叨热~片系統(tǒng)是通過步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動鏈條進(jìn)行精密調(diào)整。由于葉輪慣量大，即使在低負(fù)荷情況下，也能進(jìn)行穩(wěn)定的開環(huán)控制。VAROC系統(tǒng)操作簡單，易于維護(hù)，因而具有很高的可靠性：操作VAROC空氣測功

19、器不需要特殊培訓(xùn)，而且由于VAROC采用了先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，極大地減少了維護(hù)次數(shù)和難度。運(yùn)動件只有葉輪、軸承和輪蓋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。葉輪兩端由油阻尼球軸承支撐。只要進(jìn)行次數(shù)不多的常規(guī)維護(hù)，VAROC測功器就可以實(shí)現(xiàn)長期無故障運(yùn)轉(zhuǎn)，而且可以將大修安排在適當(dāng)?shù)臅r候進(jìn)行。VAROC適用于大多數(shù)目前現(xiàn)有的和開發(fā)中的渦軸發(fā)動機(jī)：VAROC-250和VAROC-35都分別滿足較寬范圍的功率和轉(zhuǎn)速測試要求。兩種模型總共可以測試超過40種發(fā)動機(jī)，包括常見的T58和T700系列。發(fā)動機(jī)軸可以從VAROC任意一側(cè)與之相連，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動方向可以為任意旋轉(zhuǎn)方向。當(dāng)與可選件扭矩傳感設(shè)備結(jié)合使用時，測試一個整系列的發(fā)動機(jī)，只需一臺V

20、AROC測功器和傳感器組合。Concepts NREC在中國自1993年進(jìn)入中國市場以來，Concepts NREC目前已經(jīng)有超過60家客戶。NREC軟件最早于1993年進(jìn)入中國，最早一批用戶是四川空分、杭氧、開封空分、沈鼓、陜鼓等大型國營企業(yè)，應(yīng)用于離心壓縮機(jī)和膨脹機(jī)設(shè)計(jì)研發(fā)和葉輪五軸加工。2000年之后，隨著Concepts ETI 與NREC兩家公司的合并整合，推出了全新的Agile Engineering Design System（AEDS）敏捷工程設(shè)計(jì)系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)平臺整合了兩家公司的資源庫，并升級到了Windows系統(tǒng)版本。截止2005年，中國區(qū)用戶發(fā)展到15家。2005年以來，隨著國內(nèi)透平機(jī)械行業(yè)