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。     

离心式压缩机叶轮的结构与应力

评述了叶轮与应力分布的关系，提出了在轴盘上使用“导力锥”可以对轴盘的强度及转子进行临界转速调控的新观念，并研究了轮盖应力和叶片进口斜角的关系及叶轮的最大应力点也可以出现在轴盘上的条件与原因。     

离心式压缩机叶轮的板壳有限元分析

一、引言离心压缩机叶轮强度校核目前常用二次计算法和轴对称有限元法。这两种方法计算叶轮强度都较为有效,但共同的缺点是叶片应力无法求解或仅是近似解。除了轮盖进风口、轴盘的轮毂处之外,叶片进、出口处往往也是离心叶轮的高应力区,也能成为叶轮强度的薄弱区,成为叶轮破坏的发源地。为此需要建立一个较为精确的叶片应力     

半开式离心压缩机叶轮叶片单向流固耦合分析

采用非结构化网格有限体积法和有限元方法,进行了不同工况半开式离心叶轮叶片单向气动与强度流固耦合分析。根据计算结果,分析了设计工况下叶片分别在气动载荷、离心惯性力载荷和耦合前两种载荷下的变形、应力分布。并对比分析了不同工况下气动载荷和耦合气动载荷和离心惯性力载荷情况下叶片的最大总变形和最大应力。得出了3种载荷情况下半开式离心叶轮叶片变形和应力的分布特征,探讨了工况变化对叶片的最大总变形和最大应力的影响。     

离心压缩机三元叶轮形状优化设计

在三维参数化建模的基础上,对某离心三元叶轮进口叶片的前缘进行了形状优化设计,在叶轮质量和变形满足要求的条件下,得到了叶轮进口叶片前缘的最优结构尺寸参数.降低了叶轮最大应力并改善了应力分布状态,为离心压缩机三元叶轮设计提供了重要的依据.     

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.     

离心风机叶轮强度优化设计与寿命预测

为了研究某离心风机叶轮叶片断裂现象,基于Workbench运用子模型法对叶轮进行强度分析,根据分析结果对叶轮进行优化设计,最后运用nCode Designlife对改进后叶轮进行疲劳寿命预测。研究结果表明：原叶轮在离心力作用下的等效应力远超出材料许用应力,应力集中位置与实际破坏位置基本一致,因此,将子模型法用于叶轮强度分析是可行的,而且分析结果更为精确有效,分析效率显著提高。改进后叶轮的等效应力小于材料许用应力,其中最大应力仅为122.5MPa,有效保证叶轮运行可靠性,通过疲劳寿命预测证明该叶轮使用寿命可达35年。     

基于ANSYS Workbench的离心叶轮的振动特性分析

针对某型离心压缩机的叶轮使用SolidWorks建立模型,并通过ANSYS Workbench软体对其进行单向耦合分析。建立了离心叶轮的三维流场模型,得到了在设计转速下离心叶轮内部流场的应力分布,再将该气动力加载在叶片上,获得了离心力和气动力共同作用在叶片上的应力分布和最大变形量,最后对比分析了离心力和气动力对离心叶轮振动特性的影响。     

多工况下离心压缩机叶片承载的流固耦合效应分析

针对国内某大型离心压缩机叶轮叶片利用流固耦合技术,通过求解流体和固体的耦合方程,对冬季和设计工况下的叶轮叶片的应力应变分别进行了计算分析。理论分析表明,叶轮叶片的应力主要由离心力引起的拉应力和气动载荷引起的叶片弯应力构成。数值计算表明：对所研究的离心叶轮而言,离心力产生的拉应力是构成叶片应力的主要因素,而气动载荷引起的叶片应力相对较小;但单独进行力学分析其危险工作面的位置会发生变化,计算结果显示应力应变异常区域与实际叶片发生断裂的部位相一致。本文研究结果为实际运行发生事故的原因分析提供一定的依据。     

4-73离心风机直叶片加强筋的优化分析

本文针对4-73NO14.9D离心风机叶轮强度问题,使用Solidworks建模,用ANSYS WORKBENCH进行强度计算,提出了强度通用优化算法,并利用此算法计算叶轮加强筋焊接位置、加强筋的形状及修正方向。通过ANSYS计算不同位置加强筋叶轮的应力,得到最优的加强平面。在此位置设置加强筋,叶轮Von Mises应力最小,叶轮强度最好。经过ANSYS WORKBENCH模态分析验证,说明本文方对优化叶片加强筋是有效可行的。     

矿用通风机叶轮的强度分析及优化

利用SolidWorks三维建模软件对通风机叶轮进行了三维实体建模并对其进行简化,并通过有限元分析,得出其最大应力超出了材料的屈服极限,因此需要对模型进行优化。通过对轮盖、叶片、轮盘进行优化,重新建立了叶片的三维实体模型,并对其进行了静强度分析和模态分析,结果为静强度满足设计要求,不会发生共振现象。     

半开式离心叶轮气动阻尼的影响规律研究

离心压缩机半开式叶轮的阻尼是影响叶轮振动应力水平的重要因素,主要包括材料阻尼和气动阻尼.其中,气动阻尼的准确计算是叶轮动应力分析的前提.本文通过流固弱耦合方法研究了压缩机运行工况以及叶片振幅对气动阻尼的影响,并对影响规律进行了理论分析.研究结果表明,进口温度一定时,叶片气动阻尼比随进口流量的增大而增大;进口质量流量一定...     

叶片厚度对混流式核主泵叶轮能量性能影响研究

基于三维不可压缩流体N-S方程和RNGκ-ε湍流模型,对混流式核主泵叶轮水力模型的能量性能进行了数值预测,研究了不同叶片厚度及其分布规律对混流叶轮模型水力性能的影响。通过分析叶轮叶片压力面、吸力面的静压分布,获得叶片表面的载荷分布及其变化规律。结果表明:随着叶轮叶片厚度减薄,最高效率值有所增大且高效点向大流量工况偏移;当叶片最厚处位置在靠近进口边约1/3处时,叶轮水力效率值最大;随着叶片最厚位置由进口向出口移动时,最高效率点向大流量工况偏移。     

秸秆揉碎机抛送叶轮应力应变分析与优化设计

叶片式抛送装置抛送物料的过程中,作为主要工作部件的抛送叶轮的应力应变直接影响整个叶片式抛送装置的强度及寿命。以秸秆揉碎机抛送装置中的抛送叶轮为研究对象,基于ANSYS Workbench对影响叶轮强度特性的应力应变进行分析,并利用响应面法对其进行了优化设计。研究表明:叶片厚度对等效应力、总变形量及叶轮质量的影响最大,架板厚度次之,架板半径最小;优化后叶轮最大等效应力下降,总变形量减小,叶轮质量减小。该研究可为叶轮结优化设计和改善抛送装置工作性能提供参考。     

自循环机匣对高速离心叶轮性能及稳定性影响的研究

本文以某高速离心压气机为研究对象,通过数值模拟的方法,研究了叶轮失稳流场和两种自循环机匣对其性能的影响,以期揭示自循环机匣影响叶轮性能和内部流场的内在机理。研究首先模拟叶轮在实壁机匣下的情景,发现小流量工况下的叶片表面二次流强度明显增大,在叶轮前缘和叶顶泄漏流大量掺混,以至于在分流叶片通道进口出现了大范围堵塞,形成大范围"尾迹区",引起叶片失速。针对上述现象,研究模拟叶轮在两种不同后槽位置的自循环机匣下的情景。采用自循环机匣结构后,最高能使失速裕度提升6%,设计点效率下降0.5%。在小流量工况下,气流主要由主叶片压力面附近流入机匣结构中。有效降低了叶顶泄漏流强度和压力面叶顶通道涡强度,同时还增加叶轮进口的流量,减小叶轮进口的气流攻角,降低了流动损失。     

回流器出口角对离心风机叶轮性能的影响研究

基于离心风机叶轮的设计理论,根据叶轮叶片进口角、叶片进口气流角与回流器叶片出口角三者之间的关系,对比分析了不同参数的回流器叶片出口角对叶轮结构设计及叶轮性能的影响。结果发现,在相同工况下,当回流器叶片出口角为90°时,叶轮叶片最佳进口角最大,叶轮全压与功率也最大,当回流器叶片出口角小于90°时,叶轮全压及功率下降,但叶轮叶片最佳进口角增大。对于初始气流角过小的叶轮,回流器叶片出口角的减小,有助于使叶轮流道分布更加合理,从而获得更好的流场。本文对多级离心通风机的系列化设计具有参考价值。     

煤矿离心通风机叶轮结构性能研究分析

离心通风机是常用的煤矿通风设备,叶轮受到离心力及激振力的作用,对其结构性能具有较高的要求。采用有限元仿真分析的形式建立叶轮的分析模型,对其应力及变形进行模拟计算。结果表明,叶轮产生的最大应力为105.9 MPa,位于叶片的出口位置处,最大应力值小于材料的许用应力175 MPa;叶轮在径向上产生的最大变形量为0.19 mm,在周向上的最大位移为0.14 mm,变形量整体较小;叶轮的应力及变形满足使用的强度及刚度需求。     

某离心压缩机首级叶轮叶片断裂事故分析与改进研究

本文研究了某离心压缩机首级叶轮叶片断裂事故。分析了该叶片发生断裂的原因,发现该事故主要是由于叶轮固有频率与进口导叶尾迹频率接近发生共振引起的。在此分析基础上,提出了以下改进措施：一方面通过增加叶片厚度来改变叶轮固有频率,以避开进口导叶尾迹频率;另一方面,同时通过叶片进口处沿轴向切除14.4mm,以减小进口导叶尾流激振力。到目前为止,改进后的叶轮现场运行情况良好。     

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。