【摘要】： 軸流泵葉輪是軸流泵能量轉(zhuǎn)換的核心部件,它的安全可靠直接關(guān)系到泵站的安全運(yùn)行。因此,對其進(jìn)行流固耦合振動特性分析對軸流泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行、防止事故發(fā)生具有重要的理論意義及工程實(shí)際意義。本文主要研究軸流泵葉輪葉片的剛強(qiáng)度、振動特性和葉輪變形后對揚(yáng)程、軸功率、效率的影響。 本文以軸流泵葉輪為研究對象,根據(jù)軸流泵的運(yùn)行工況,研究其力學(xué)和數(shù)學(xué)模型、受力分析、邊界條件及計(jì)算載荷的簡化和施加方法。運(yùn)用ANSYS軟件針對軸流泵葉片進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算分析。在結(jié)構(gòu)分析過程中,考慮到軸流泵葉片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作性質(zhì),采用十節(jié)點(diǎn)SOLID92單元建立了葉片的有限元模型。考慮離心力、重力及流場對葉片產(chǎn)生的水壓力對葉片施加載荷。考慮水壓力分布涉及到流固耦合問題,將葉片放入CFX軟件中進(jìn)行的流場模擬,然后計(jì)算出葉片上的水壓力,使用APDL參數(shù)化設(shè)計(jì)語言,自動將其加載。在完成葉片載荷的施加之后,基于ANSYS軟件對葉片在不同工況水壓力下分別進(jìn)行剛強(qiáng)度分析及振動特性分析,得到了葉片的剛強(qiáng)度及模態(tài)等重要力學(xué)特性參數(shù)。 計(jì)算結(jié)果表明葉片中最大等效應(yīng)力出現(xiàn)在葉片根部進(jìn)水側(cè),在該部位應(yīng)力的變化梯度較大,易于發(fā)生疲勞破壞;而在葉片外緣也有一定的等效應(yīng)力,使得葉片變形最大的部位是葉片的外緣,即此部位就是葉片振動的敏感區(qū)域。而葉輪在空氣中的模態(tài)和葉輪在水壓力和離心力作用下的模態(tài)變化不大,說明水壓力和離心力對葉輪模態(tài)的影響很小。
【圖文】：

圖 2-1 CFX 計(jì)算流程圖TurboGrid 直接導(dǎo)入葉輪的輪轂，葉片及外殼的數(shù)據(jù)，創(chuàng)建一實(shí)體模型，運(yùn)用 TurboGrid 在創(chuàng)建的實(shí)體里面劃分網(wǎng)格，將導(dǎo)入 CFX 中定義物理模型的材料屬性和邊界條件，然后求解，最后對數(shù)值結(jié)構(gòu)進(jìn)行量化和可視化分析。的實(shí)體網(wǎng)格如圖 2-2、圖 2-3 所示。

薄葉片計(jì)算網(wǎng)格圖
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TH312

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 游磊;方方;李平勇;胡俊;何攀;;軸流泵振動加速度狀態(tài)監(jiān)測診斷系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J];四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版);2011年S1期

2 李忠;楊敏官;姬凱;高波;;軸流泵葉頂間隙空化流可視化實(shí)驗(yàn)研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2011年08期

3 廖書學(xué);李春;聶佳斌;高偉;;不同翼型對垂直軸風(fēng)力機(jī)性能的影響[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與研究;2011年03期

4 劉君;華學(xué)坤;鄭源;段宏江;朱聰;;低揚(yáng)程立式軸流泵裝置模型馬鞍形區(qū)研究[J];南水北調(diào)與水利科技;2011年04期

5 黃文星;;淺談農(nóng)業(yè)排灌水泵的使用與維護(hù)[J];廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2011年03期

6 莫有瑜;;葉片厚度與液壓油粘度對葉片泵自吸性能的影響[J];機(jī)械工程師;2011年07期

7 嚴(yán)登豐;李彥軍;胡德義;佟宏偉;王曉鵬;;青草沙水庫原水取水泵站模型試驗(yàn)[J];凈水技術(shù);2011年03期

8 ;無錫市錫泵制造有限公司(原無錫水泵廠)[J];河南水利;2003年04期

9 ;推薦產(chǎn)品[J];水泵技術(shù);2011年03期

10 許敏;薛惠芳;;基于SolidWorks的鼓風(fēng)機(jī)葉輪有限元分析[J];風(fēng)機(jī)技術(shù);2011年04期

相關(guān)會議論文 前10條

1 張永泉;安志林;;軸流泵葉片的數(shù)控加工[A];2011年“天山重工杯”全國機(jī)電企業(yè)工藝年會暨第五屆機(jī)械工業(yè)節(jié)能減排工藝技術(shù)研討會論文集[C];2011年

2 李國榮;周建業(yè);孫寒松;胡盛壽;朱曉東;郝宗超;田步升;陳海豐;;軸流泵全人工心臟的研究[A];中國心臟大會（CHC）2011暨北京國際心血管病論壇論文集[C];2011年

3 賈鳳芹;趙任勝;王德靜;;HZX系列懸掛式軸流泵的設(shè)計(jì)[A];2004年全國化工、石化裝備國產(chǎn)化暨設(shè)備管理技術(shù)交流會會議論文集[C];2004年

4 陳堅(jiān);劉德祥;丘傳忻;鄭玉春;;帶前置導(dǎo)輪的軸流泵裝置模型試驗(yàn)結(jié)果及分析[A];中國水利學(xué)會2001學(xué)術(shù)年會論文集[C];2001年

5 賈鳳芹;趙任勝;王德靜;;HZX系列懸掛式軸流泵的設(shè)計(jì)[A];首屆七省區(qū)市機(jī)械工程學(xué)會科技論壇論文集[C];2005年

6 楊龍祥;周金仙;岳紹啟;;品種及生態(tài)環(huán)境對烤煙主要生理生化指標(biāo)的影響研究初報(bào)[A];云南省煙草學(xué)會2003年學(xué)術(shù)年會優(yōu)秀論文集[C];2003年

7 路丙社;白志英;路兵申;吳京民;孟慶瑞;;土壤相對含水量對阿月渾子葉片形態(tài)和生長指標(biāo)的影響[A];第三屆全國干果生產(chǎn)與科研進(jìn)展學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2003年

8 錢忠東;王焱;鄭彪;劉德祥;;可調(diào)導(dǎo)葉式軸流泵水力特性數(shù)值模擬6[A];2009全國大型泵站更新改造研討暨新技術(shù)、新產(chǎn)品交流大會論文集[C];2009年

9 于永海;姜曉明;;軸流泵水力模型選擇與相關(guān)軟件開發(fā)[A];2009全國大型泵站更新改造研討暨新技術(shù)、新產(chǎn)品交流大會論文集[C];2009年

10 于永海;吳繼成;;快速閘門斷流大型立式軸流泵機(jī)組啟動過渡過程的計(jì)算分析[A];中國水利學(xué)會第三屆青年科技論壇論文集[C];2007年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 張明平;江蘇大學(xué)軸流泵模型用于南水北調(diào)東線源頭泵站[N];科技日報(bào);2008年

2 實(shí)習(xí)生 陳軼琦 劉謝瑩 本報(bào)記者 楊新明;水利改造亟待武裝“低碳泵”[N];南通日報(bào);2010年

3 張士杰;東線工程泵組選型的幾個特殊問題 （上）[N];中國水利報(bào);2003年

4 馬祥存;選購農(nóng)用水泵“原則”問題不能丟[N];湖南科技報(bào);2007年

5 張明平邋姜木金;江大四個水泵模型用于南水北調(diào)工程[N];鎮(zhèn)江日報(bào);2008年

6 張士杰;東線工程泵組選型的幾個特殊問題（中）[N];中國水利報(bào);2003年

7 襄汾縣農(nóng)業(yè)局 郭靜茹;果樹施肥八注意[N];山西科技報(bào);2001年

8 成吉昌;專家爭議：進(jìn)口，，還是國產(chǎn)？[N];中國工業(yè)報(bào);2003年

9 白云濤　王若群;太化集團(tuán)水廠處理污水超1450萬噸[N];太原日報(bào);2009年

10 白云濤 王若群;太化集團(tuán)水廠今年處理污水超1450萬噸[N];山西經(jīng)濟(jì)日報(bào);2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 王海松;軸流泵CAD-CFD綜合特性研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

2 楊昌明;軸流泵間隙流動數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究[D];西南交通大學(xué);2003年

3 楊敬江;軸流泵水力模型設(shè)計(jì)方法與數(shù)值模擬研究[D];江蘇大學(xué);2008年

4 湯方平;噴水推進(jìn)軸流泵設(shè)計(jì)及紊流數(shù)值分析[D];上海交通大學(xué);2007年

5 占梁梁;水力機(jī)械空化數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2008年

6 馬維國;左心輔助途徑的比較研究及新型軸流泵的初步流體力學(xué)測試[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2001年

7 袁祖麗;Cd, Pb污染對烤煙生理特性及生長發(fā)育的影響[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2006年

8 李忠;軸流泵內(nèi)部空化流動的研究[D];江蘇大學(xué);2011年

9 李京P;自制小型離心型心室輔助泵的體外，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)新的左心輔助插管途徑和左心輔助的臨床應(yīng)用[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué);1999年

10 任健;青楊組（Populus section Tacamahaca Spach）不同種對增強(qiáng)UV-B的反應(yīng)差異[D];中國科學(xué)院研究生院（成都生物研究所）;2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李雪明;蒸發(fā)循環(huán)軸流泵內(nèi)部流動研究[D];西華大學(xué);2010年

2 李冬平;原油輸送軸流泵的設(shè)計(jì)與數(shù)值分析[D];大連理工大學(xué);2011年

3 汪瑋華;軸流泵水力模型內(nèi)部流場數(shù)值模擬及性能分析[D];蘭州理工大學(xué);2012年

4 李文全;軸流泵葉片動力特性預(yù)測模型研究[D];西華大學(xué);2012年

5 柴勝凱;軸流泵葉輪設(shè)計(jì)與性能預(yù)估[D];西安理工大學(xué);2004年

6 齊學(xué)軍;基于流—固耦合的軸流泵葉輪性能預(yù)測[D];西華大學(xué);2010年

7 傅健;噴水推進(jìn)串列式軸流泵水力性能的探索與研究[D];中國艦船研究院（上海船舶及海洋工程研究所）;2004年

8 朱亮;葉片厚度變化對軸流泵性能的影響[D];揚(yáng)州大學(xué);2008年

9 袁啟銘;軸流泵葉片流固耦合振動特性分析[D];揚(yáng)州大學(xué);2009年

10 謝德正;軸流泵葉輪的自動優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];揚(yáng)州大學(xué);2010年

本文編號：2596822