离心泵叶轮流固耦合分析

基于流固耦合原理对离心泵叶轮进行结构分析,采用多物理场协同仿真平台ANSYS Workbench,基于单向流固耦合技术对离心泵叶轮结构进行了仿真计算,获得了离心泵叶轮在不同工况下的等效应力及变形情况,分析了叶轮最大等效应力和最大总变形随流量的变化情况。结果表明,各工况下叶轮应力分布不均且存在局部应力集中;叶轮变形的总位移随半径的增大不断变大,并在叶轮边缘达到最大值。叶轮最大等效应力随流量的增加不断减小,在0.4倍设计流量工况下最大为10.581MPa;叶轮最大总变形随流量的增加先减小后增大,在设计流量工况下最小为0.0028669mm。计算结果对离心泵叶轮的结构优化设计提供了数值依据。     

基于FLUENT和ABAQUS离心泵叶轮强度和刚度的研究

叶轮是离心泵的一个关键部件,采用流固耦合分析方法对叶轮的强度和刚度进行仿真,采用多帧参照技术对叶轮-蜗壳动静干涉进行模拟.在FLUENT流体力学分析中,获得叶片和轮毂压力和剪应力分布.在设计工况下,叶轮受到压力,剪应力和离心力的共同作用,其应力分布与整体变形在ABAQUS的结构分析中获得.分析结果表明:相对于压力,剪应力对叶轮变形影响微不足道;叶轮结构在设计工况下结构安全;叶轮最高转速可达1780r/min.如果应力却维持在一个较低的水平,离心泵转速提高,叶轮会与蜗壳发生干涉,因此,在保证叶轮强度和刚度的前提下,提出两个叶轮的改进设计方案.     

核主泵高温工况下叶轮结构力学分析

为了验证主泵叶轮在设计工况下的完整性,通过三维软件Pro/E对主泵叶轮进行三维造型,应用计算流体力学软件ANSYS—CFX和Workbench对主泵叶轮进行耦合计算,分析了在轴向力载荷、转矩载荷、离心力载荷、混合载荷以及125%1临ti界同步转速与1.252倍转矩M。载荷工况下叶轮的最大应力强度分布。分析了叶轮应力、应变的分布规律,揭示出转子部件由于变形过大以及强度不足而引发失效事故。计算结果表明,在反应堆一回路额定工况下,在轴向力+离心力载荷工况下,叶轮产生最大应力变形,叶轮叶片最大变形发生在叶片出口尖部,变形量约0.58 nll/l;最大应力位于叶轮体及叶轮外径之间的过渡区,叶片出口区域最大应力值为112.4 MPa。     

螺旋离心泵不同工况下流固耦合受力分析

螺旋离心泵叶轮结构不对称性，在运行过程中所受一定的轴向力和径向力，对运行效率具有较大影响。对螺旋离心泵进行了全流道固液两相流计算，对叶轮表面压力分布、叶轮表面应力分布进行了分析，得出随着工况不断向大流量方向偏移，叶轮表面的压强逐渐增大，但叶片工作面和背面之间的压差却越来越小。流量和扬程呈负相关的关系，即流量越大，扬程越低。螺旋离心泵在运行过程中存在极大的轴向力，还受到一定的径向力。轴向力随着流量的增大而增大，扬程的增大而减小。螺旋离心泵在设计工况下运行最为稳定，越是偏离设计工况，内部流动情况越为紊乱，螺旋离心泵运行越不稳定，叶轮表面应力分布同样呈现出与流量负相关，即流量增大，叶片的应力和应变变小，在进行叶轮设计时，应在小流量工况下进行强度校核。     

透平膨胀机叶轮耦合应力的强度有限元分析

根据透平膨胀机的工作原理,基于有限元分析理论,对透平膨胀机的主要部件叶轮进行了结构、温差和气动力耦合作用的强度分析,采用三维实体建模的方法,以叶轮的实际工况为输入条件,通过ANSYS有限元分析软件计算得到了离心力、温差应力和气动力共同作用下的叶轮应力应变分布状况,并对叶轮的安全性进行了校核分析。计算结果表明,气动力载荷使得离心力、温差应力作用时产生的应力应变有减小的趋势。所以,同时考虑离心力、温差应力及气动力耦合作用的叶轮应力应变值更符合叶轮的实际情况。     

排盐泵热流固耦合特性分析

为获得排盐泵实际工作状态下的结构强度,对泵内部全流场进行多工况定常数值模拟,并基于Workbench平台对泵转动部件进行了单向流固热耦合计算,得到了不同工况下转动部件的温度场、最大等效应力以及应变分布。结果表明,在排盐泵运行中,诱导轮处温度最高,且各工况下最高温度均出现在诱导轮叶片上;排盐泵最大等效应力出现在叶轮出口后盖板与叶片背面交接位置处,且小于自身材料的抗拉强度;在排盐泵叶轮上应变分布比较均匀,呈现中心对称分布,相同半径上的变形值基本相同,但是叶轮出口处,两叶片之间部分盖板的位移量大于相同半径的其他位置。     

面包车白车身结构分析

车身在轻量化过程中,车身结构的强度达不到设计要求,引起构件在使用过程中出现失效。采用有限元方法对某款面包车的白车身分别进行了满载、1g制动、0.8g转弯、右前轮抬高150 mm、左后轮抬高150 mm、右前轮左后轮同时抬高150 mm,6种工况的强度分析,得到整车各工况下应力分布状况,找出车身危险区域。通过满载应力应变试验验证仿真结果的准确性,从而为定性地评价白车身的结构设计提供充实依据。     

基于ABAQUS的抛送叶轮应力应变研究

为研究叶片式抛送装置主要承载部件抛送叶轮运转的安全性,基于有限元分析软件ABAQUS采用流固耦合方法对抛送叶轮进行应力及应变研究,其中抛送装置内三维流场计算运用CFD(Computational Fluid Dynamics)软件Fluent,获得了装置内气流场对叶轮压力的分布规律。在此基础上,分析了叶轮转速及叶片数对其应力及应变的影响。结果表明:叶轮最大变形量为0.015mm,符合刚度要求;最大等效应力为32MP,始终出现在叶片与加强版连接边缘处靠近圆盘一侧,且强度满足要求;叶轮转速越高,应力、应变越大;5叶片和3叶片叶轮的最大应力、应变比较接近,且较4叶片叶轮的应力及应变值小。     

基于ADINA的轴流泵叶轮流固耦合分析

采用了SIMPLEC算法、RNG k-ε湍流方程对轴流泵叶轮进行流固耦合分析,得到不同工况下叶轮内部应力与应变,流体流速分布情况。结果发现,叶轮的最大应变和应力均发生在叶片和轮毂连接的部位,并随着扬程的增大而减小;叶片的最大变形发生在末端;叶片背面发生明显的回流。     

基于流固耦合的闭式离心叶轮结构强度分析

分别采用CFX计算出三种工况下叶轮的气动压力分布,利用ANSYS计算出只受离心力载荷作用时的叶轮应力和变形。通过单向耦合得到两种载荷共同作用时的应力、变形结果,最后对叶轮进行了强度校核。结果表明,最大等效应力发生在叶片前缘与轮盖交接处,最大变形发生在叶轮出口处。叶轮的应力主要受离心力载荷的影响,而受气动载荷的影响较小。随着流量增加,最大等效应力和最大变形量随之减小。强度校核表明叶轮满足要求。文中为叶轮的流固耦合的强度计算提供了一种参考,从仿真角度揭示了叶轮的应力分布,为理论分析提供了佐证。     

轴流泵叶轮的结构强度有限元分析

主要根据轴流泵工作原理对轴流泵的主要部件叶轮进行结构强度有限元分析,采用三维实体建模的方法,以叶轮的实际工况为输入条件,通过专业有限元软件计算得出叶轮的应力分布情况,并且计算了安全系数,证明分析结果的准确性,并为叶轮的设计制造提供结构强度依据.     

基于稳定工作点的变矩器叶轮强度有限元分析

为解决车辆液力变矩器在实际使用工况下的叶轮强度问题,建立了液力变矩器叶轮强度有限元分析模型。考虑变矩器的使用工况,首先对其进行了与发动机的匹配计算,确定了实际使用中的稳定工作点。在多个稳定工作点上对叶轮施加流体载荷和旋转离心载荷,通过有限元计算得到了叶轮应力分布和变形量随使用工况的变化趋势。将叶轮作为循环对称结构,通过定义循环周期边界连接的数据约束方程,在一个基础循环结构体上完成对整个叶轮强度的分析,为变矩器叶轮强度分析提供了一种有效的方法。     

基于Workbench的离心式叶轮有限元分析

离心式叶轮压缩机叶轮的工作性能直接影响压缩机的工作效率。叶轮结构的强度分析是其结构设计中的重要一环。采用有限元法分析了采用过盈方式连接的离心式叶轮在工作状态下的应力和变形情况,结果表明:最小过盈量为0.22mm,此时叶轮可传递的功率为4736 kW,安全系数为2.0,满足设计要求;当过盈量为0.24 mm,转速为11 400 r/min时,叶轮的最大等效应力为727.61 MPa,小于材料屈服强度,满足使用条件。     

离心叶轮的有限元分析

运用大型通用有限元分析软件ANSYS8.0,对离心叶轮内流场三维紊流进行了分析.获得了叶轮内流场压力分布,确定了叶轮结构分析中液体作用于叶片上的载荷.在此基础上对叶轮结构进行了有限元分析,准确直观地得到了叶轮各处的应力和应变值,为叶轮的强度计算和设计提供了可靠依据.     

LB50-160型离心泵叶轮内流场三维紊流有限元分析与计算

本文基于N-S方程和标准k-ε紊流模型,对LB50-160型离心泵设计流量下叶轮内流场三维紊流进行了数值计算,获得了叶轮内流场的速度、压力分布,捕捉到了一些重要的流动现象。并对数值计算结果进行了深入的分析研究,为叶轮的水力设计提供了有价值的信息。对叶轮结构进行了有限元分析,准确且直观的得到了叶轮在载荷作用下的应力和应变,为叶轮的强度计算提供了可靠依据。     

基于流场计算的螺旋离心泵叶轮静力学分析

为研究螺旋离心泵叶轮结构的振动特性,首先建立螺旋离心泵内部流场三维模型,对设计工况下的螺旋离心泵内流场进行了定常数值模拟,得到了叶片表面的压力载荷分布;建立叶轮有限元模型,以螺旋离心泵全流道三维定常数值模拟计算结果为基础,利用顺序耦合技术进行了有预应力的叶轮静应力分析和模态分析,结果表明:叶轮的最大应力出现在叶片进口的轮毂处,叶轮强度满足设计要求;叶轮最大的形变区域出现在叶片进口的轮缘处;叶轮的变形域随着频率的增加而增大;叶轮的各阶固有频率远大于泵的运行频率,因此在运行过程中不易发生共振现象。     

爆炸0区防爆风机内部流场模拟及试验研究

风机是化工过程中重要的流体传动设备,根据安全要求,在爆炸0区的风机出入口需配备阻火器。针对阻火器及叶轮流场问题,利用有限元仿真软件进行建模分析,仿真结果表明,经过阻火器后湍流动能最大值达到17.87 m~2/s~2,阻火器出口湍流强度增强;同时研究分析了直叶轮和圆弧叶轮风机内部流场,结果表明圆弧叶轮速度、压力及湍流动能分布更加均匀,升压性能更强,适合作为防爆风机叶轮。针对圆弧轮盘应力是否符合标准问题,通过构建了轮盘应力模型对其进行了分析,结果表明叶轮最大离心力为263.9.1 MPa,满足叶轮强度要求。根据模拟结果,研制了一台0区防爆风机,试验测试结果表明样机在3 000 r/min工况下,总压为12 113 Pa,满足设计要求;样机性能参数与模拟计算结果吻合度高,为以后其他型式叶轮或者多级0区防爆风机的设计计算提供基础。     

微型车驱动桥壳不同工况下强度有限元分析

针对微型车驱动桥壳强度设计的需要,进行了不同工况条件下强度有限元分析方法的研究。在SolidWorks建立驱动桥壳实体模型的基础上,导入Ansys Workbench 17.0中划分有限元网格和添加约束条件并施加载荷,对四种工况下受力驱动桥壳体应力和应变分布情况进行了有限元仿真分析,结果表明此型号驱动桥壳满足强度要求和变形量要求。为驱动桥的改型设计和后续优化设计提供了分析对照依据。     

基于ANSYS的液压挖掘机斗杆仿真实例

利用ANSYS仿真液压挖掘机斗杆两种典型特殊工况下的受力情况,通过查看仿真结果中的应力应变云图得到两种工况下斗杆的危险部位(应力和应变值最大处),并对斗杆结构提出简单的优化建议。结果表明,利用ANSYS进行液压挖掘机斗杆有限元静强度分析,可在设计阶段全面掌握斗杆刚度和强度,指导结构设计,减少后期试验次数。     

基于Solidworks软件的闭式叶轮强度分析

在不改变气动参数的前提下,本文通过对一个带有17个叶片的闭式离心叶轮造型,分析了在实际工况下叶轮表面的von Mises应力分布,发现在叶片进口边,尤其是叶顶和叶根位置应力最大。为了减小叶轮局部位置上最大von Mises应力,分别对叶片与轮盘、轮盖的连接处倒圆进行了分析。进一步对轮盘与轮盖的几何结构重新设计,分析结果证明盘侧厚度增加有助于提高叶轮强度。通过整体叶轮外形改进,叶片进口处的应力集中现象得到大幅度改善。