复合材料离心叶轮应力和振动有限元计算与分析

采用有限元方法,首先对钢制离心叶轮工作时在离心力作用下的应力进行了计算和分析。在此基础上,对复合材料离心叶轮在离心力载荷条件下的最大应力和固有频率进行了计算评估。预测纤维复合材料层压结构极限强度对叶轮安全设计和轻量化设计是至关重要的,失效判定采用Tsai-Wu失效准则,为避免因共振使叶轮设计寿命明显降低,计算了叶轮的固有频率和模态振型以分析其动态特性。结果表明,复合材料碳纤维/环氧树脂可承受叶轮线速度在605m/s运行时的应力,在风机启停工作转速范围内没有共振转速相匹配。本文研究结果为纤维增强复合材料风机叶轮的设计及应用奠定了基础。     

空调器离心风机内流场的PIV试验与CFD仿真对比分析

采用粒子图像测速仪PIV,对柜式空调室内机离心风机叶轮出口内部流场进行了试验研究,揭示了离心风机沿叶高方向叶轮出口速度分布特性.通过CFD数值分析,得到了柜式空调室内机离心风机叶轮出口流动特性,结合PIV与CFD流场对比,验证了CFD方法的正确性.根据CFD数值模拟结果,获得了离心风机入口与导流圈间隙处的流动特性,并设计了一款新的离心风机,在满足生产装配要求的最小间隙条件下,改善了离心风机与导流圈间隙处的流场,降低紊流噪声,提高叶片在叶轮进口段的利用效率.试验测试表明,新设计的离心风机相比原来的离心风机,在不同转速下,风量略有提升,噪声声压级均可降低1 dB/A,功率下降2～5W,同时风叶重量减轻了350g(26.5％),降低了离心风机成本.     

高比转速离心风机叶轮叶/盘厚度匹配研究

以某高比转速离心风机为例,采用有限元法对传统设计方案的叶轮强度进行了校核,结果表明该方案不能满足强度要求。在此基础上对叶轮叶/盘厚度不同配置方案的应力分布和变形进行了计算和分析,结果表明,叶轮叶/盘厚度之间存在最佳匹配方案,使得叶轮整体应力水平最低。本文的研究为改进设计提供了可靠的理论依据。     

纤维增强复合材料离心风机叶轮强度分析与对比

针对钢制、玻璃纤维、碳纤维等不同材料和铺层的离心风机叶轮,使用有限元方法对离心叶轮进行强度和固有频率计算分析,钢制叶轮采用Von-Mises等效应力作为失效判定,复合材料叶轮失效判定采用Tasi-Wu失效准则,并计算安全裕度。结果表明,叶轮材料对强度和固有频率存在较大影响,碳纤维离心叶轮相对于钢制和玻璃纤维离心叶轮在强度方面具有明显优势,且有足够的安全裕度,对离心叶轮的轻量化和提高风机性能具重要意义;铺层角度对复合材料叶轮强度影响较大,而对固有频率影响较小,最优方案为采用[60°/0°/-60°]铺层角度。     

风机叶轮强度及模态分析

对于某离心风机叶轮,利用有限元方法计算了叶轮在工作转速下的应力分布,依据应力分布对叶轮进行了改进,并对改进后的叶轮进行了强度校核;通过振动模态分析,得到叶轮的固有频率和振型等主要模态参数。计算结果表明叶轮设计合理,可以满足使用要求。该方法对提高产品可靠性和减少设计周期有重要意义。     

离心风机切割定律的研究和探讨

本文在风机相似定律的基础上推导出离心风机的切割定律计算公式。通过试验和CFD对几种风机进行叶轮切割研究,给出了比转速为9~14的离心风机修正系数k与切割量占比的线性关系,对离心风机叶轮切割后性能推算具有指导意义。     

基于ANSYS的离心风机叶轮有限元分析

利用SolidWorks和ANSYS-Workbench两种软件对离心风机叶轮分别进行实体建模和强度分析,有限元分析结果显示此方法比一维计算方法更精确、直观,同时也为叶轮强度计算提供了可靠依据,为进行不同类型叶轮的有限元分析和优化设计提供参考,大大提高了风机设计开发的效率和精度。     

Y4-73离心通风机叶轮的高比转速优化设计研究

为了提高Y4-73离心通风机在大流量工况运行时的气动性能,在原通风机蜗壳不变的基础上,优化设计了一种高比转速叶轮,结合试验和数值模拟对其气动性能进行分析并研究了3种不同叶型对该风机性能的影响。研究结果表明,与改进前相比,高比转速离心通风机最高效率点向大流量工况偏移,虽然风机最高效率点的效率较原风机降低了3%,但在实际应用的大流量设计工况下,效率提升了10%。在此工作点下,改进后的高比转速叶轮与原蜗壳匹配性更好,叶片负荷提高,在靠近蜗舌和叶轮前盘处的流态有较大改善。当风机叶片为板型时,在设计工况下效率较薄翼型风机提升了1%。板型叶轮叶道内的流动分离现象有所减弱,尾迹损失小,叶轮出口气流角较大,使得叶轮出口处有效通流面积增大,从而提升了叶轮的做功能力,同时减小了蜗壳内的流动损失。     

车用涡轮增压器叶轮破裂转速的弹塑性数值分析

基于ANSYS有限元分析软件,对车用涡轮增压器涡轮叶轮和压气机叶轮进行了材料非线性弹塑性有限元数值分析,计算了涡轮叶轮和压气机叶轮在离心载荷作用下的破裂转速,并与试验结果进行了对比。结果分析表明,建立在弹性基础上的叶轮破裂转速预估方法不够准确。考虑材料非线性的弹塑性计算更接近实际结果,可以应用于叶轮的强度校核和结构优化。破裂转速的计算结果表明,涡轮叶轮的强度储备大大高于压气机叶轮的强度储备,对其进行结构减重设计或优化十分必要。     

离心风机叶输超速耗功的估算

一、引言为了确保离心风机运转的可靠性,往往需要对其叶轮进行超转速运转考核,并获得材质强度、叶轮结构特征对安全系数影响等设计参考数据。叶轮超速时所耗功率关系到试验台动力源的承受能力。例如具备500kW动力的试验     

4-73系列离心风机直板式叶轮加强板模拟优化

为了探讨4-73系列离心风机直板式叶轮的加强板优化问题,使用SolidWorks建模,利用ANSYS Workbench对10#～20#直板式叶轮不同加强板进行强度、静模态和预应力模态计算。结果表明:预应力增加叶轮的刚度;4-73系列离心风机直板式叶轮加强板设置在黄金平面具有最优的强度结构特性。     

纯奥氏体不锈钢离心风机叶轮结构优化和流场分析

采用有限元软件对三种不同前盘结构纯奥氏体不锈钢离心风机叶轮进行应力分析,得到工作转速下应力最小的叶轮结构形式。同时采用CFD数值计算方法对弧形前盘和直前盘叶轮整机进行流场模拟。结果表明,结构优化的直前盘结构明显降低了叶轮受力,虽然整机气动性能与弧前盘叶轮相比有一些降低,但是可以满足现场工艺要求,且制造工艺简单成本相对低一些。     

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。     

液压清扫车离心抽风机的流场仿真研究

运用Fluent对径向直板式和弯曲式两类结构的离心抽风机进行仿真,分析两类叶轮结构在相同的转速和气流流速条件下压力、速度变化特点.通过对压力云图、湍动能云图及速度云图的分析,比较两类风机内部流道的流场特性及压力损失的规律.从两类结构的风机仿真结果对比及分析,最终选取径向直板式风机叶轮方案,同时为风机结构的设计与研究提供一定的参考价值.     

扭曲叶轮对多翼离心风机内流及噪声特性的影响分析

针对扭曲叶轮多翼工频离心风机内流及声学特性的探究问题,研究了不同叶轮扭曲度对多翼离心风机的气动性能的影响。首先,建立了离心风机CFD计算模型,进行了离心风机流量-全压效率性能曲线验证试验;然后,利用Fluent计算得到了不同扭曲参数的风机性能数据,速度流线图和A、B处回流涡涡量;最后,基于FW-H方程分析了不同叶轮扭曲度声压频谱图,并分析了不同叶轮扭曲度离心风机的1/3倍频程频谱图。研究结果表明：扭曲叶轮风机较直叶轮风机全压效率下降了7.75%～8.07%,且存在去偏心涡的现象;扭曲叶轮可减少涡流的形成,有效降低风机噪声,在基频1 300 Hz处,3°,6°和9°扭曲叶轮风机噪声分别降低了0.06 dB、1.15 dB和8.35 dB,可见扭曲叶轮可应用于多翼离心风机的降噪设计。     

基于Ansys-Workbench的高温离心风机叶轮有限元分析

在某高温风机的设计及选型过程中,首先通过气动计算,在文献气动略图库甄选出满足工艺需求的两种风机模型,利用SolidWorks和Ansys Workbench两种软件对离心风机叶轮分别进行实体建模和强度分析,FEA分析结果对比分析两种风机的结构强度。结果显示,对该前向风机的前盘和后盘进行了强度计算,并对叶轮进行热负荷试验,实验结果显示该前向风机在不同温度下的振动值均低于标准限值。该风机连续运行6个月均无故障发生。后向风机的局部结构强度不满足工况需求,从安全生产角度考虑,在工程应用中建议选择低效率高能耗的前向风机。     

真空挖掘抽吸车CFRP叶轮的轻量化研究

碳纤维复合材料(CFRP)具有强度高、比重小等优点,在结构轻量化上有着广泛的应用。以某型离心风机叶轮轻量化为目标,设计了两种碳纤维复合材料叶轮的轻量化方案。通过使用CAE分析软件Abaqus,对比典型工况下金属叶轮和碳纤维轻量化叶轮的结构强度,并继续优化碳纤维叶轮结构,最终设计出合理的叶轮结构。使用Tsai-Wu强度理论对碳纤维复合材料叶轮进行了强度校核。分析结果表明:碳纤维轻量化叶轮能够满足设计要求,且较之金属叶轮,两种方案下的轻量化叶轮减重比分别为72.23%和44.60%。     

汽车空调鼓风机倾斜蜗舌流场及噪声研究分析

针对一款应用在汽车空调上的多翼离心风机的噪音问题进行分析。利用Strar CCM+软件对常规直蜗舌和加斜蜗舌后的多翼离心风机进行数值模拟研究。计算结果表明：斜蜗舌对蜗舌附近及蜗舌后的流场都有较大的影响，好的倾斜蜗舌设计可以改善蜗舌处的流场，减小蜗舌区域的旋涡强度。对多翼离心风机加装倾斜蜗舌前后风量和噪音变化进行试验，结果表明：在相同转速下，风量基本没有变化，斜蜗舌对总噪声值改善较小，但可以明显改善叶轮阶次噪声，叶轮阶次频率处噪声降低了7dB左右。     

离心通风机叶轮应力与振动分析

针对离心通风机叶轮实际工作中存在断裂现象,采用了有限元理论对通风机叶轮进行了应力与振动分析。首先将建立的通风机叶轮模型在ANSYS Workbench中进行静力学分析,得到叶轮的应力应变分布情况,根据应力分析结果校核其强度是否满足要求。然后进行振动模态分析,得到叶轮前6阶固有频率和振型;把前6阶固有频率换算为对应的转速并和叶轮的实际转速相比,使叶轮的运转速度远离临界速度,避免叶轮因共振对通风机结构的破坏。     

结构优化对离心风机金属叶轮稳定运行的作用

离心风机是广泛应用的一种机械,它的工作原理是将机械能转化成气体的压力能,进而排送气体,在建筑业、钢铁业和农业等领域都有应用。金属叶轮是离心风机的重要组成部分,对于离心风机的安全运行和性能起着决定作用。随着经济的发展以及技术的发展,老旧的离心风机已经不能适应现代化发展的需要。因此,对离心风机进行结构优化成为了人们广泛关注的问题。离心风机结构优化对金属叶轮的稳定运行起着重要的推动作用。本文通过结构优化对离心风机金属叶轮稳定运行影响进行研究,主要通过各部件结构优化对离心风机金属叶轮稳定运行的作用作简要分析,以达到为保证金属风机的平稳运行提供理论支持的目的。