基于ANSYS软件的离心风机叶轮有限元分析

根据离心风机的实际工作情况,采用理论计算与ANSYS软件相结合的方法,对离心风机叶轮进行三维建模、风道流场分析和强度分析,从而得出不同转速下叶轮的强度,然后对不同转速下的强度与位移变形进行对比分析,确定叶轮能承受的最大转速,为更好地掌握和分析离心风机生产运行工况提供理论基础。     

焊接式闭式叶轮应力优化分析

压气叶轮作为压缩机的主要部件,主要受离心力影响。通过仿真计算在不改变气动参数的前提下,带有8个叶片的闭式离心叶轮,在离心荷载作用下,分析了叶顶倒角、轮盖厚度、轮盖倒角对叶轮的强度影响。经过分析,发现在叶片进口叶顶位置应力最大。为了减小叶轮局部位置上最大应力,对叶片与轮盖的连接处倒圆进行了分析。进一步对轮盖的几何结构重新优化设计,分析结果证明盘侧厚度增加有利于提高叶轮强度;通过改进整体叶轮外形,叶片进口处的应力集中现象得到大幅度的改善。     

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。     

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.     

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。     

离心压缩机叶轮材料强度的确定原则

以实验分析为基础,综合各种因素对离心压缩机叶轮强度的影响,提出了离心鼓风机、压缩机设计中叶轮材料强度的确定原则和叶轮设计注意事项。     

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.     

离心铸造叶轮冷隔缺陷分析与处理

部分离心铸造叶轮在做渗透探伤时出现了冷隔现象,这是生产制造中遇到的主要问题之一,同时也是影响叶轮强度的主要因素之一。文中分析了该离心铸造叶轮冷隔现象的成因并采取了有效的防治措施,同时运用ANSYS-Workbench 11对改进前后的叶轮进行了结构强度分析,并将消除冷隔缺陷的叶轮应用于生产取得了良好效果。     

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。     

离心压缩机叶片前缘形状对强度计算的影响

以某大型离心式压缩机的闭式叶轮为研究对象,在研究叶片前缘形状对叶轮性能的影响过程中,利用CAD软件Solidworks对3个闭式叶轮进行三维实体造型,并运用有限元软件ANSYS进行数值模拟计算.主要对比研究了钝形、圆形和椭圆形前缘对叶轮强度的影响.数值计算的结果表明:叶片前缘几何形状对离心压缩机的结构强度具有影响.     

采用流固耦合的混砂车搅拌叶轮应力分析

叶轮是混砂车搅拌系统的核心部件,叶轮的强度、刚度对搅拌系统的正常使用起着重要的作用.叶轮在搅拌工作中承受流体对叶片的作用力、离心力及重力等载荷作用,为了准确得到各载荷对叶轮的影响,采用流固耦合分析方法对叶轮进行数值模拟分析.分析结果表明:上叶轮根部应力值最大,上叶轮端部位移最大,流体作用力为影响叶轮强度的主要因素,这为叶轮的强度校核提供了可靠依据.     

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。     

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。     

The vibration behavior of impeller blades in the five-axis CNC flank milling process

Today, in most cases, impellers of centrifugal compressors are produced by flank milling on five-axis CNC milling machines. The complex three-dimensional geometry of the very thin blades consists of ruled surfaces. The flank milling process allows a fast production of the impellers and the surface of the blades is of high quality. The limited strength of the very thin blades and also the thin outer radial part of the disk lead to a high sensitivity to static and especially dynamic forces that are caused by the instationary flow in the impeller. The dynamic forces of rotating stall and surge are the most dangerous excitations of the bladed disk. Coupled vibrations may occur and damage the impeller. The highest static load is caused by the centrifugal forces. Therefore, most of the high-loaded impellers are manufactured from aluminum alloy or titanium because of the low density of this light metals and the relatively high strength. Most of the interests and the investigations in the last years are paid to the vibration behavior and the dynamic loads of the impeller during operation. But sometimes, the highest stress may occur during the production process and damage the impeller or weaken the strength and so cause later problems. Especially, excitations from the dynamic forces during the flank milling process have to be taken under consideration. The vibration behavior of the impeller is very complex and is affected by the vibration behavior of the cutter and the milling machine. In this paper, the change of the vibration behavior of centrifugal compressor impeller blades during the manufacturing process is investigated. During the finishing of the thin blades, the blade thickness is continuously changing and also the strength and the corresponding eigenfrequencies of the blade. The dynamic forces acting on the blades are caused by the cutter, the milling machine, and the cutting process. The quantity of the forces and the frequency of the excitation are determined by the rotational speed of the cutter, the feed, the number of edges, and the chip thickness. The results described in this paper give useful information about the change of the vibration behavior of the centrifugal impeller blades during the flank milling process and possible interaction with the cutter and the machine.     

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。     

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。     

旋转离心叶轮内部非定常流动的PIV测量

利用激光成像速度仪(PIN)测量了旋转离心叶轮内部的非定常流场。通过对实验数据的进一步处理，获得了旋转离心叶轮内部相对速度的非定常流场分布。详细分析了叶轮内部非定常流动现象和流动规律。通过实验研究发现，旋转离心叶轮内部的流动是非定常的；在叶轮出口处，叶片的吸力面与轮盖的夹角区存在一个低速区；并观察到了明显的射流／尾迹结构。射流区和尾流区的大小和范围在沿盘盖方向和跨叶片方向上是不同的，射流区和尾流区之间不存在明显的分界线。     

高强度铝合金焊接离心叶轮的设计

本文主要介绍了焊接结构的防爆离心叶轮的选材、结构设计及强度计算。     

正交试验在离心叶轮强度优化设计中的应用

以某离心叶轮为例,首先用Solidworks建立了叶轮的三维模型,然后采用正交试验法分析了模型中影响强度的几个因素,得到了影响最显著的因素,最后利用有限元法对其进行了优化.分析表明,这种优化方法是有效可行的.     

离心鼓风机开式叶轮的强度分析与改造

采用有限元分析软件,对一开式离心鼓风机叶轮进行强度分析.通过计算结果分析与实际叶轮比较,发现叶片疲劳断裂主要是由于靠近轮毂处叶片较大转折所致.在此基础上,对叶片进行改造,通过计算分析以及实际运行验证,问题得到解决,效果良好.