离心风机叶轮的流固耦合强度分析

针对某离心风机叶轮结构的可靠性分析,利用ANSYS Workbench软件对其进行数值模拟,研究了离心风机叶轮结构的强度。首先,根据叶轮工作要求的需要,运用UG建立叶轮几何模型;其次,通过第三方平台得到叶轮模型的igs格式并导入到ANSYS Workbench Geometry中,完成叶轮中流体域的三维建模;最后,通过FSI接口实现流体与结构之间的数据共享,完成流固耦合分析。流固耦合分析得到结构的应力和变形,计算结果表明,该叶轮满足强度要求,得出工作状态下的气体压力是影响叶轮结构安全的主要因素的结论。     

基于流固耦合的轴流泵叶轮结构分析

为了准确计算轴流泵叶轮的应力分布状况,采用了FLUENT软件与ANSYS软件协同仿真的方法。基于FLU-ENT,N-S控制方程与标准k-ε湍流模型对轴流泵全流道进行了三维流动计算,通过Workbench流固耦合技术传输数据,应用ANSYS对轴流泵叶轮进行了结构计算。通过数值分析,确定了叶片应力集中区域,得出了叶片应力从叶顶到叶根逐渐增大的分布规律。计算结果为轴流泵叶轮的优化设计提供了有利的依据。     

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。     

基于有限元法的离心风机叶轮强度分析与结构优化

对某风机叶轮进行应力强度和变形分析,并根据计算结果找出强度和刚度较薄弱部位分别进行结构改进,最终优化设计结果能使该叶轮强度有较高的安全系数,叶轮变形量减小.为叶轮结构设计提供了一种可行性改进方案.     

基于有限元法的多级离心泵结构强度及流固耦合分析

为了判断多级离心泵结构设计的合理性,利用三维软件对多级离心泵的泵轴、叶轮和平衡盘等零件进行几何造型,基于静应力分析对泵轴和平衡盘在工作状态下的强度和刚度进行了校核,同时基于流固耦合理论对叶轮的强度和刚度进行了有限元分析,可以为多级离心泵结构强度分析与设计提供参考     

复合材料离心叶轮的强度分析

在把弧形叶片等效为特定的非均质、变刚度、非各向同性的盘形夹层~([1])的基础上,分别采用解析和有限元两种分析方法对轮盘、叶片和轮盖为不同的短纤维增强复合材料的封闭式离心叶轮进行了强度分析,得到了令人满意的结果。     

基于流固耦合的过滤器罐体强度分析

为保证空气过滤器罐体在高压工况下工作的可靠性,基于ANSYS Workbench有限元分析软件进行单向流固耦合分析,计算出其在峰值压力下的应力与形变量。仿真结果表明,在35 MPa瞬时工作压力下,罐体入口连接处产生最大的应力值为199.05 MPa,小于材料的屈服强度,满足设计要求;罐体上部盖板处最大变形量不超过0.5 mm,满足O型密封圈使用要求。以上方法缩短了过滤器罐体设计周期,并且提供了有效的验证方法,为相关产品的设计提供了参考。     

大型离心鼓风机叶轮强度分析与结构改进

对某大型离心鼓风机叶轮结构强度在改进前后进行了有限元分析.结果表明:通过优化叶轮叶片在轮盘上的倾斜角度,大幅降低了叶轮内的最大变形量和最大离心应力,满足了叶轮材料刚度和强度要求,使叶轮安全性得到了提高.     

基于流固耦合分析的通风机叶轮动力特性进展

通风机在工业生产中的应用是非常普遍的,无论是电力、石油还是化工等行业,通风机都有着十分重要的应用,通风机机械设备的运行,对企业生产的经济效益与安全都有重要作用。本文对基于流固耦合分析的通风机叶轮动力特性进展进行研究分析,对国内外关于通风机叶轮转动力特性的相关研究理论进行分析,有助于我们更加全面的了解通风机的运行相关理论,并且对叶轮强度的计算方法也进行了相应的介绍,对通风机的实践应用有一定的积极意义。     

基于流固耦合的离心压缩机轴系振动特性分析

为探究滑动轴承结构参数对离心压缩机轴系振动特性的影响规律,以某型离心压缩机轴承-转子系统为研究对象,首先采用多参考系模型、mixture两相流模型、liner层流模型以及UDF程序,利用隐式耦合求解法对考虑黏温特性的滑动轴承油膜流场进行求解,得到油膜流场压力分布进而对转子系统进行了单向稳态流固耦合分析,探究了轴承间隙比、宽径比对轴系振动特性的影响规律。结果表明：(1)油膜压力随轴承间隙比的增大而减小;临界转速随轴承间隙比的增大而小幅度减小,最大降幅为0.89%;轴系稳定性随间隙比增大呈现先减后增的变化趋势,研究轴系在间隙比为0.0014处稳定性最好。(2)油膜压力随轴承宽径比的增大而增大;临界转速随轴承宽径比的增大而增大,最大增幅为6.9%;轴系稳定性并未随轴承宽径比的增大而呈现规律性变化,研究轴系在宽径比为0.8处稳定性最佳。因此,轴承结构参数对轴系振动特性的影响并非是完全规律性的,我们需要根据旋转机械的实际工况选择合适的轴承结构参数。     

基于流固耦合的风机叶轮疲劳特性研究

以额定功率为2MW的水平轴风力机叶轮为研究对象,基于计算流体力学(CFD)和有限元法(FEM),利用分析软件CFX和n Code,在综合考虑气动力、离心力和重力对叶片的影响下完成了风机叶轮流固耦合分析和疲劳寿命分析。流固耦合分析结果表明:叶尖是风机做功的主要部分,应力集中区为叶片中段,叶片变形方式以挥舞变形为主,并且随着风速的增加,变形更加明显;疲劳寿命仿真结果表明:极端风速作用下风机叶片依然可满足20年的设计要求。本研究为风力机安全运行和叶片的优化设计提供参考。     

闭式离心叶轮数字化造型算法与结构可视化实现

叶轮机械气动设计与结构造型往往受制于算法、软件环境的不同,难以直接与计算机辅助设计软件结合,阻碍了整个设计过程的数字化。本文采用非均匀有理B样条技术,以某闭式离心式压缩机叶轮为例,基于OpenGL实现了该叶轮的数字化几何造型及显示,该造型可直接植入气动设计过程中。进一步依据初始图形交换规范,可实现叶轮设计与CAD建模的数据交互联接,提高了设计效率。该方法可推广至其他类型压缩机叶轮的数字化设计过程中。     

基于流固耦合的液力变矩器泵轮叶片结构强度分析研究

为更准确地研究液力变矩器叶片结构强度的仿真分析问题,借助ANSYSW orkbench的流固耦合平台,采用单向流固耦合(FSI)技术完成了液力变矩器泵轮叶片的结构强度分析;得到了液力变矩器结合流场分析和强度分析的方法,并分析了在流场影响下泵轮叶片的应力和应变情况,为液力变矩器的叶片强度优化设计提供准确的理论依据。     

基于流固耦合起重臂风载强度分析

起重臂是起重机上三大结构件之一,是起重机中最重要的受力支撑件。为了解决起重机在户外工作过程中,面临不同风力下起重臂的受力情况,采用流固耦合方法计算分析。根据流体计算软件,实现了起重臂在流体域中建模与分析方法,计算了不同风级对起重臂的影响,得到了起重臂在背面迎风情况下受力最大的分析结果。     

基于流固耦合的减压塔底泵泵体强度分析

减压塔底泵是炼油装置中的关键设备,基于流固耦合的有限元分析方法可以检验泵体的可靠性。采用Pro/Engineer软件对泵体及整机水体三维造型,采用ICEM-CFD软件对整机水体三维造型划分网格,再采用CFX软件对泵内部全流场进行定常数值计算,采用CFX软件和ANSYS Workbench软件对泵内部全流场和泵体进行流固耦合单项计算。采用ANSYSWorkbench软件后处理工具导出各节点的坐标、应力值和总变形量。得到5种不同流量工况下泵体多个截面的应力、变形分布云图。利用表格对5种流量工况下泵体最大应力的位置和最大总变形的位置进行对比,对5种流量工况下泵体的最大应力、最小应力、最大应变、最小应变和最大总变形进行对比。结果表明,流量的改变对泵体的应力分布和应变分布影响很小,泵体最大应力点的应力小于材料2Cr13的强度极限,泵体满足强度条件要求。     

基于流固耦合的双面动臂塔吊强度分析

塔吊在运行过程中往往伴随风载作用,尤其在风力较大的情况下塔吊易发生失稳。为验证双面动臂塔吊在强风工况下的安全性,基于流固耦合方法对双面动臂塔吊进行强度分析。首先基于有限元法对双面动臂塔吊结构的三维模型进行网格划分,获得流域计算模型和结构有限元模型;然后根据工作环境得到流体计算工况,利用CFD软件对流域模型进行仿真计算,获得风载数据;最后利用流固耦合平台将风载数据以插值的方法传递到塔吊结构模型进行流固耦合计算,获得计算工况下塔吊的应力和位移数据。仿真结果表明：在六级风作用下塔吊最大应力小于许用应力,最大位移满足要求,能够安全工作。     

基于ANSYS的离心压缩机叶轮结构优化分析

叶轮是离心压缩机的核心部件,其运转的安全性对于整个机组的可靠性有着至关重要的作用,而其结构设计的合理性又直接影响着应力的分布和变形的大小。通过有限元分析,在尽可能不影响叶轮气动性能的前提下,对叶片根部倒角的结构尺寸进行优化。通过多种方案的对比分析,提出了变倒角这一创新性的想法,从而有效地降低应力和变形的大小,为叶轮结构设计提供了很好的方向和思路。     

基于流固耦合的高精度声速剖面仪支撑结构的结构强度及应力分析

高精度声速剖面仪是标定声速仪的标准,它需要有良好的机械结构,其支架结构为核心部件,要保证在海水搅拌及环境条件变化工况下变形很小。为了准确得到其工况下的变形以保证仪器测量精度,采用流固耦合计算方法,应用ANSYS Workbench仿真软件通过两个耦合完成对仪器支架结构在工作状态下的数值模拟分析。分析结构表明:样机支架在海水搅拌作用力下最大位移发生在支架中部,最大应力发生在支架横梁与圆周连接处,其应力和应变大小满足设计要求,为精度保障提供了依据。     

流固耦合的机械搅拌叶片强度分析

为了探究某钢厂三叶螺旋搅拌器在流体状态下搅拌器真实的应力和应变大小，利用软件Fluent和Workbench，采用多重参考系法（MRF），流体体积函数（VOF）和标准的湍流模型对螺旋搅拌器进行单向流固耦合数值模拟，得到搅拌器流场分布特点和静力分析情况。分析发现搅拌槽内最大流速位于搅拌头附近区域的流体，而搅拌槽内流场的速度来源于搅拌头的转动，最大速度值约为1.1 m/s；搅拌器最大压力出现在搅拌器底部区域，最大压力约为2270 Pa；搅拌器最大应力出现在搅拌桨叶根部区域，此处为搅拌桨叶与搅拌轴连接处，容易产生应力集中现象，最大应力约为0.241 MPa；最大形变发生在搅拌头底部区域，由于流体压力较大，磨损比较严重，最大变形量约为0.001517 mm。     

基于Workbench整体叶轮流固耦合强度分析

作为许多动力机械的核心部件的叶轮,其强度及可靠性的问题日渐突出。叶轮工作时,流体力和高速旋转时的离心力为其主要载荷。基于Workbench软件对整体叶轮的内部流场和工作压力分布进行数值模拟;使用ANSYS CFX进行复杂几何形状叶轮的流体动力分析,得到了整体叶轮的流场和工作压力场及流体载荷在叶轮内部产生的等效应力分布图,并耦合了旋转离心载荷等,研究了在高压工况情况下,叶轮的载荷组成和流固耦合下的叶轮强度。