Concepts-NREC的发展史

Concepts NREC公司简介Concepts NREC, 世界上最著名的叶轮机械专业服务公司。全世界唯一的既开发和推广叶轮机械专用设计/加工（CAE/CAM）软件，同时也提供叶轮机械样机开发和性能测试的全方位高端服务公司。Concepts NREC公司业务遍布世界各地，包括知名的制造厂商、政府部门、科研机构和工程协会等。世界上绝大多数离心压缩机、工业轴流压缩机、航空发动机、燃气轮机、汽轮机、泵、风机等产品领域的知名制造商都购买了Concepts NREC系列软件作为设计分析和叶轮叶盘高精度铣制的核心平台。公司前身源于美国麻省理工学院的3位科学家1956年成立的北方研究工程公司（简称NREC）和美国工程院院士Dave Japikse博士于1980年成立的Concepts ETI公司。由于业务相近，两家公司于2000年合并，形成今天的Concepts NREC公司。NREC在叶轮机械领域具有非常辉煌而荣耀的历史：1960年代，开发了导弹和航天器导航系统用的高速泵系统；开发F108战斗机和B70轰炸机的机舱环控系统，形成了世界上第一套压缩机制冷循环系统设计分析的计算机程序，进而也将该技术应用到了北极星核潜艇项目中。1970年代，NREC更加聚焦于叶轮机械和燃气轮机领域的技术研究。开设伦敦办公室，并启动大量燃燃烧室方面的研究项目，项目成果为美国空军解决了很多发动机燃烧室燃烧不稳定问题；美国总部推出了世界上最早的航空发动机/燃气轮机专用商用软件，包含轴流和离心压气机、涡轮、燃油泵等设计功能，并启动了CFD方面的研究；开展了一系列试验研究项目，例如分析不同设计参数选择对气动性能的影响，提高叶轮效率、喘振裕度和扩压器性能的技术方法，这些研究带来了一系列破纪录的高气动性能设计成果，极大推进了燃气轮机、工业压缩机以及汽轮机设计技术的发展；NREC还为NASA阿波罗载人航天项目开发了航天飞机紧凑式换热器设计分析专用软件；在民用压缩机领域，NREC为一家氮肥厂改造了原料压缩机，设计和交付当时最大尺寸的17-4PH不锈钢叶轮，直到20多年以后，该机组还在完全高效运行。1978年，NREC成为世界500强企业英格索兰(IR)公司的全资子公司，负责压缩机和微型燃机产品的新技术研发，同时NREC允许继续为全世界叶轮机械行业提供软件应用、工程咨询等服务。1980年代，NREC为GE T-64、PW T-400、T700、T58、PT6T、LTP101等发动机开发了世界上唯一的空气测功器技术和设备，形成VAROC35和250两大型号；为AR318涡桨发动机提供了具有更好喘振裕度的压比8：1单级离心压气机；开发了燃烧室专用设计和分析软件；开发了世界上最早的叶轮叶盘零件五轴数控加工编程专用软件；发布全三元流CFD分析软件；为麦道飞机公司成功开发了直升机无尾桨设计技术NOTAR；参与开发ST700空气启动器项目，实现独一无二的两级背靠背涡轮设计；为IR开发了Centac离心压缩机系列型号和Turbogen微型燃机。1990年代，NREC为海狼级攻击型核潜艇开发了先进的超静音鱼雷发射泵技术和装置，后来该技术也用于NSSN攻击型核潜艇开发项目；为AAAV水陆两栖突击战车的预研项目开发了高性能喷水推进技术和样机；为日本NIPPI飞机公司开发了EDC电子冷却压气机装置，由T-64发动机通过行星齿轮系统直接提供动力；为MD900直升机开发新的NOTAR风扇；为Aurora飞机技术公司开发无人机发动机多级增压器；为WR-21发动机开发高性能板翅换热器。在民用领域：进行大量氟利昂制冷剂替换的制冷压缩机改造项目；为德莱赛兰改造大量Isopac系列空气压缩机；开发燃气轮机高性能回热器；开发心脏泵设计技术；开发了“鱼友”水轮机设计技术。NREC公司与Concepts ETI公司于2000年合并，形成今天的Concepts NREC公司。目前公司员工130人，在英国、中国、印度设有办事处或分公司，其代理遍布美洲、亚洲、欧洲、非洲和澳洲。作为世界领先的叶轮机械专业公司，Concepts NREC不仅承接了来自叶轮机械制造商委托的富有挑战性的设计开发任务，同时也承担大量了来自美国政府，包括能源部、国防部和航空航天的科研任务，其服务领域包括： 空气压缩机、过程压缩机、天然气/氢气压缩机、透平膨胀机 航空发动机、推进系统微型发动机 燃气轮机、蒸汽轮机和水轮机 涡轮增压器 火箭涡轮泵 单级和多级离心泵、管道泵、轴流泵和混流泵 风机、发动机冷却风扇、电子冷却风扇、真空系统 等等除常规的气动设计与强度分析之外，公司服务内容还包括： 机械工程与设计 系统分析与优化 控制系统 先进制造技术 试验技术Concepts NREC 叶轮机械敏捷工程设计制造系统CAE/CAM软件系列尽管公司承接的设计任务往往是难度大，要求高，但公司总能满足甚至超过客户的要求，因而为公司赢得了越来越广泛的赞誉。公司在工程设计服务方面的成功，为其软件推广也起到了良性的推动作用。Concepts NREC不仅自己做了大量的试验研究，来自大量的客户的反馈信息，使其设计软件更贴合工程实际，从而成为了业界普遍采用的工具和设计标准。该公司开发的软件包括： 总体方案、一维方案设计 三维详细设计和全三元流CFD分析 有限元应力和振动分析 轴承设计和转子动力学分析 自动优化设计软件 直纹面侧刃加工、自由曲面点加工和闭式叶轮整体铣削专业软件软件具体模块名称及功能简介如下： 离心/斜流压气机设计点及非设计点平均流线性能预测程序: COMPAL 叶片泵设计点及非设计点平均流线性能预测程序: PUMPAL 风机/风扇设计点及非设计点平均流线性能预测程序: FANPAL 径流涡轮设计及性能预测程序：RITAL 轴流压气机/涡轮设计点及非设计点平均流线性能预测程序: AXIAL 三维流道和叶片几何设计，快速交互式流场分析和通流计算程序: AxCent 从其它三维CAD软件的叶轮数据输入接口：CAD Translator 快速设计级CFD程序: Pushbutton CFD 自动FEA前后处理程序及解算程序: Pushbutton FEA 高温涡轮气冷叶片设计分析系统: CTAADS 多学科自动优化接口程序: TurboOpt II 转子动力学及轴承分析软件: DyRoBeS 叶轮零件整体数控加工自动数控编程软件：MAX-PAC其中AxCent与UG、PRO/E、SolidWorks等CAD软件；与CFX、NUMECA、Fluent、Denton等CFD软件、以及通过Pushbutton FEA与ANSYS、NASTRAN、ABAQUS、COSMOS等FEA软件都有数据接口，可以很好地将现有的其它商用软件集成到该研发平台来。MAX-PAC是世界上最早的、应用最广泛的叶轮叶盘5轴数控加工编程专用软件，广泛应用于世界各航空航天企业，享有极高声誉。该软件包括： MAX-5：直纹面叶轮侧铣加工5轴数控加工编程软件。 MAX-AB：自由曲面叶轮叶盘点铣加工5轴数控加工编程软件。 MAX-SI：闭式叶轮叶盘整体铣加工5轴数控加工编程软件。与其它CAM软件相比，MAX-PAC在以下方面具有无可比拟的优势： 减少培训时间 MAX-5, MAX-AB 或者MAX-SI 操作培训只需1-2天； 3个软件同时培训也只需3-4天； 通用CAM 系统需要好几个星期,甚至几个月。 减少编程时间 使用MAX-5、MAX-AB 或者MAX-SI 对复杂叶片盘/叶轮编程，只需1-2天； 如果叶轮相似，输入参数不需改变，可以在几分钟内自动完成编程； 即使是简单的零件，通用CAM 系统需要2-3周或更长时间。 减少刀位轨迹的计算时间 由于MAX-5、MAX-AB 和MAX-SI 有针对性地作了许多刀位轨迹的限制，刀位计算时间要比通用CAM系统快得多。 自动建立通用CAD软件都难以构造的几何模型 MAX-5, MAX-AB 或MAX-SI 根据表格设计数据自动建立几何构造模型； 通过设置裕量值，可以方便地构造毛坯偏置曲面； 通用CAM 系统需要花费大量的时间和人力生成曲面和构造几何模型。 自动构造叶轮特有的几何结构 MAX-5, MAX-AB 或MAX-SI 能够自动构造如下特征几何，如椭圆型入口边、后切型入口边和变半径圆角； 诸如此类的特征几何用通用 CAM 系统构造难度相当大。 自动优化刀位轨迹 MAX-5, MAX-AB 或MAX-SI 根据我们遍布全世界的专业用户那里获得的反馈信息，提供完善的刀位轨迹优化策略。 选用最大直径的刀具 MAX-5, MAX-AB 或MAX-SI 采用迭代算法调整刀轴矢量、选取最大直径的刀具，以便以最快速度切削材料； 我们的算法能保证刀具平滑连续地通过型腔，切削材料； 通用CAM 系统通常需要抬刀、再以不同的角度切入； 大多数通用CAM 系统只有简单的刀轴方位算法，从而对刀具直径产生限制。 自动优化刀轴方位 MAX-5, MAX-AB 或MAX-SI 自动查找无干涉的刀轴矢量； 对于用全三元流软件即CFD软件设计的扭曲叶轮，避免干涉尤其重要； MAX-5, MAX-AB 或MAX-SI 自动光滑刀轴矢量； 光滑刀轴矢量对于高速铣非常重要； 通用CAM 系统需要操作者花费大量时间构造一个驱动面，将刀轴方位设置为与驱动面成一个角度，会导致机床运动轴加速度剧烈变化，对机床和加工效果极其不利。 优化侧刃铣削 MAX-5, MAX-AB 或MAX-SI 采用获得美国专利的计算方法，最大限度地减少侧刃铣削时的过切误差，因此直纹面叶片可以一次精加工； 大多数CAM 系统采用简单的侧刃铣削方法，导致加工结果曲面变型，与设计模型误差相当大。 用户能获得最佳技术支持 Concepts NREC 有经验丰富的叶轮和叶片盘加工人员，用户能从这些专家处获得快速的、专业的技术支持； 大多数通用 CAM 系统，都不能在第二天答复问题；而且你很可能找不到熟悉透平叶轮类复杂几何编程的技术人员； 一旦用户提出新的需求，新的功能很快就会纳入到新的版本之中。教育与培训公司在教育培训方面也卓有成就。在公司总部，多达16门专业课程，以两年为一周期，比任何大学开办的专业课程都多。此外，公司还在世界各地不定期举办叶轮机械专业设计课程，广受欢迎。公司资深研究者自己编纂出版专业教材，由于通俗易懂、紧密联系工程实际，而且信息量大，这些教材已经是许多大学的专业辅导教材和叶轮机械工程设计人员案头必备的设计指导。专业书籍包括：Advanced Experimental Techniques in Turbomachinery透平机械的高级试验技术Axial and Radial Turbines 轴流涡轮与径流涡轮Centrifugal Pump Design and Performance离心泵设计与性能Centrifugal Compressor Design and Performance 离心式压缩机和性能Compressor Surge and Stall 压缩机失速与喘振Design of Highly Loaded Axial-Flow Fans and Compressors 高载荷轴流风扇和压气机的设计Diffuser Design Technology 扩压器设计技术Hydrodynamics of Pumps 泵的水动力学分析Introduction to Turbomachinery透平机械简介Fundamentals of Turbocharging涡轮增压基础理论Concepts NREC专有高技术硬件产品本着不与软件用户竞争的原则，Concepts NREC公司并不制造销售叶轮机械产品。公司仅保留两个成熟产品，其一是直升机涡轴发动机用空气测功器，其二是战斗机机舱环控和电子冷却压气机。VAROC空气测功器建立了一种新的测试直升机和燃气涡轮发动机的世界标准。径向离心式压气机（即VAROC）与其他任何测功器相比，具有无可比拟的优点。VOROC可以不受任何气候环境的影响，而且可靠性高，操作简单，易于维护，结构紧凑，重量轻。VAROC空气测功器被世界各国军方和民用航空机构所采用，而且是美国、澳大利亚、意大利、日本、西班牙和其它国家国防部的首选测功器。VAROC进行载荷测试无需复杂供水系统和辅助设备：VAROC使用环境大气吸收功率，不需要传统测功器所需的庞大的供水系统。通过移动轮盖调节气流通过旋转叶轮叶片的通道宽度进行精确控制，从而可以精确控制功的吸收量。可变高度叶片系统是通过步进电机和驱动链条进行精密调整。由于叶轮惯量大，即使在低负荷情况下，也能进行稳定的开环控制。VAROC系统操作简单，易于维护，因而具有很高的可靠性：操作VAROC空气测功器不需要特殊培训，而且由于VAROC采用了先进的设计理念，极大地减少了维护次数和难度。运动件只有叶轮、轴承和轮盖调节机构。叶轮两端由油阻尼球轴承支撑。只要进行次数不多的常规维护，VAROC测功器就可以实现长期无故障运转，而且可以将大修安排在适当的时候进行。VAROC适用于大多数目前现有的和开发中的涡轴发动机：VAROC-250和VAROC-35都分别满足较宽范围的功率和转速测试要求。两种模型总共可以测试超过40种发动机，包括常见的T58和T700系列。发动机轴可以从VAROC任意一侧与之相连，发动机转动方向可以为任意旋转方向。当与可选件扭矩传感设备结合使用时，测试一个整系列的发动机，只需一台VAROC测功器和传感器组合。Concepts NREC在中国自1993年进入中国市场以来，Concepts NREC目前已经有超过60家客户。NREC软件最早于1993年进入中国，最早一批用户是四川空分、杭氧、开封空分、沈鼓、陕鼓等大型国营企业，应用于离心压缩机和膨胀机设计研发和叶轮五轴加工。2000年之后，随着Concepts ETI 与NREC两家公司的合并整合，推出了全新的Agile Engineering Design System（AEDS）敏捷工程设计系统。软件系统平台整合了两家公司的资源库，并升级到了Windows系统版本。截止2005年，中国区用户发展到15家。2005年以来，随着国内透平机械行业的迅速发展，CN公司在