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无创呼吸机是常用的医疗设备之一,广泛用于急救、治疗等方面。目前,国内市场性能好的无创呼吸机主要为国外产品,价钱昂贵,因此急需我国自主研发的无创呼吸机来填补市场空白。无创呼吸机的关键部件是微涡轮,通过数值模拟对叶轮机械进行气动分析和优化是一种方便可靠的方法,但目前我国对医用微涡轮气动分析及优化这方面的研究比较少,有价值的参考文献更是寥寥无几。基于这个背景,本次课题选取塑料微涡轮作为研究对象,做了如下工作：(1)对医用微涡轮进行气动设计。根据性能参数,对微涡轮进行理论设计计算,得到主要的几何尺寸；运用叶轮机械三维造型软件CFTurbo进行微涡轮的三维造型,为下一步进行流场气动分析做好准备。(2)对医用微涡轮进行流场分析。采用NUMECA软件包的Fine/Turbo模块对微涡轮流道进行网格的划分以及气动性能的分析。通过计算得到微涡轮的效率为81.53%,并对其他7个工况点进行计算得到其性能曲线；对设计点、低压大流量点以及高压小流量点下的全压及相对速度进行分析。分析发现流场压力及速度分布并不理想,需要进行进一步的气动优化。(3)对医用微涡轮进行气动优化。采用NUMECA软件包的Fine/Design3D模块对叶片进行参数化造型以及气动优化。优化后微涡轮效率提高近3.2%,性能曲线的范围也得到了扩大；对比分析优化前后微涡轮相同工况点下全压、相对速度分布情况,优化后微涡轮气动性能,尤其是在设计点及低压大流量点下得到了提高。(4)对医用微涡轮进行强度计算和扭振分析。采用Hypermesh软件对微涡轮进行有限元网格的划分;采用ABAQUS软件对优化后的微涡轮进行静强度和动强度的计算；采用ARMD软件进行扭振分析,通过计算和分析,优化后的微涡轮满足强度和扭振的要求,安全可靠。最后对优化后的微涡轮进行样机加工。