本文關鍵詞：帶分流葉片的離心壓氣機葉輪內部流場分析及強度計算，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：21世紀以來,能源和環(huán)境問題已經逐漸成為世人關注的焦點,由于增壓技術能夠有效地節(jié)約能源、減少環(huán)境污染,因此得以廣泛應用。壓氣機是增壓系統(tǒng)核心元件之一,其工作性能的好壞將對增壓效果產生重要影響。目前,利用計算流體力學軟件對離心壓氣機內部流動進行數(shù)值模擬和運用有限元法對葉輪強度進行分析,是確保壓氣機能高效、安全工作的有效手段之一。本文以某型號渦輪增壓器用離心壓氣機為研究對象。首先,運用計算流體力學軟件ANSYS CFX對帶分流葉片的離心壓氣機內部流動進行數(shù)值模擬,并將結果與不帶分流葉片的壓氣機內部流動進行對比分析,通過比較得知帶分流葉片的壓氣機內部流動更加穩(wěn)定,且分流葉片在一定程度上能夠改善壓氣機的工作性能;然后,討論了不同長度分流葉片對壓氣機性能的影響,從而得到比較適合本文所研究壓氣機的分流葉片長度;之后,利用Static Structural(ANSYS)模塊對離心壓氣機葉片、葉輪進行單向流固耦合分析,得到了設計轉速工況下不同載荷作用時葉片及葉輪的應力和變形圖,確定了最大等效應力和最大變形出現(xiàn)位置以及主要應力集中部位;最后,計算了不同轉速工況下帶分流葉片葉輪的最大等效應力,并根據(jù)計算結果繪制了轉速-最大等效應力曲線,從而得到了該葉輪的低周疲勞臨界轉速和極限轉速。通過本文的研究,初步了解了帶分流葉片的離心壓氣機內部流動情況,校核了葉輪結構強度的安全可靠性,模擬計算結果也可為今后進一步改善葉輪結構、提高壓氣機使用壽命提供重要參考。
【關鍵詞】：離心壓氣機 分流葉片 內部流動 葉輪強度 流固耦合
【學位授予單位】：大連交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH452
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 國內外研究狀況10-12
• 1.2.1 帶分流葉片的壓氣機葉輪內部流場研究進展10-11
• 1.2.2 葉輪強度方面研究進展11-12
• 1.3 課題研究平臺ANSYS Workbench簡介12-14
• 1.4 本課題主要研究內容14-15
• 本章小結15-16
• 第二章 增壓器相關理論知識16-25
• 2.1 基本增壓方式及工作原理16-17
• 2.2 增壓技術主要發(fā)展趨勢17-18
• 2.3 壓氣機基本概述18-24
• 2.3.1 離心壓氣機基本結構19-22
• 2.3.2 離心壓氣機的主要參數(shù)22-24
• 本章小結24-25
• 第三章 流場和強度方面基本理論25-32
• 3.1 計算流體力學(CFD)基本理論25-29
• 3.1.1 CFD基本控制方程25-26
• 3.1.2 湍流模型26-27
• 3.1.3 數(shù)值模擬方法和分類27-28
• 3.1.4 CFD商用軟件—ANSYS CFX簡介28-29
• 3.2 有限元強度分析基本理論29-31
• 3.2.1 有限元法基本概述29-30
• 3.2.2 有限元分析法原理及求解過程30-31
• 3.2.3 Static Structural(ANSYS)模塊簡介31
• 本章小結31-32
• 第四章 流場模擬計算和分析32-48
• 4.1 幾何模型的建立33-34
• 4.2 流場模型的提取和網格的劃分34-37
• 4.2.1 流場模型的提取34-35
• 4.2.2 流場模型網格的劃分35-37
• 4.3 計算模型相關求解參數(shù)的設定37-38
• 4.4 流場模擬計算結果分析38-47
• 4.4.1 模型和計算方法的可靠性驗證38
• 4.4.2 帶分流葉片壓氣機內部流場分析38-41
• 4.4.3 不帶分流葉片壓氣機內部流場分析41-43
• 4.4.4 不同長度分流葉片對壓氣機內部流場的影響43-47
• 本章小結47-48
• 第五章 葉輪強度有限元分析48-67
• 5.1 葉輪材料特性49
• 5.2 葉片強度仿真分析49-57
• 5.2.1 葉片幾何模型的提取49-50
• 5.2.2 葉片網格的劃分和邊界條件的設置50-51
• 5.2.3 葉片強度計算結果分析51-57
• 5.3 葉輪強度仿真分析57-65
• 5.3.1 葉輪網格的劃分和邊界條件的設置57-58
• 5.3.2 葉輪強度計算結果分析58-65
• 5.4 不同轉速工況下帶分流葉片葉輪強度的校核65-66
• 本章小結66-67
• 全文總結及工作展望67-69
• 全文總結67-68
• 工作展望68-69
• 參考文獻69-71
• 致謝71-72

【參考文獻】

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本文編號：319607