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。     

流固耦合作用下空间导叶式离心泵叶轮湿模态分析

研究流固耦合作用下流体机械叶轮的湿模态分析,对避免水泵共振和保证水泵的安全运行具有重要意义。本文以某空间导叶式离心泵为研究对象,运用ANSYS Workbench软件,研究了叶轮部件在空气和水环境中的干湿模态特性,分析了流固耦合作用对叶轮部件固有频率和模态振型的影响。同时,结合流体机械动静干涉的原理,讨论了离心泵叶轮的共振特性与原因。研究表明:在水体附加质量和附加阻尼的作用下,叶轮各个阶次的固有频率大幅降低,模态振型的幅值受到水体的抑制作用有所降低;水环境下叶轮降低的固有频率与激振力频率不再相近,进而抑制了叶轮共振模态的激发;叶轮在不同流体环境下的固有频率与流体声速密切相关,声速越低,固有频率越小。     

某叶片式机油泵固有频率特性分析与试验

建立了某型叶片式机油泵的有限元模型,分别对自由模态和约束模态的前6阶固有频率和振型进行了仿真分析,发现在泵体与泵盖连接处及限压阀附近振动变形较大。将模态分析结果与发动机激振频率及链轮啮合频率进行比较,分析出在发动机转速为5 000 r/min时机油泵第1阶固有频率与链轮啮合频率相近,在此工况下会发生共振现象。对叶片式机油泵进行了模态试验,仿真得到的固有频率与试验测试得到频率吻合良好,证明仿真模拟结果能够反映机油泵的实际工况,为叶片式机油泵振动特性分析及产品设计提供了依据。     

多级离心泵叶频振动故障诊治

针对某多级离心泵机组振动超标导致的运行故障问题,通过解析振动信号及泵组的结构设计,得出该故障与以泵组叶轮叶片通过频率BPF (叶频)为主导特征的流体诱导振动有关,并可能受部件结构频率、轴承支承刚度等因素的影响。现场在泵轴承箱体与底座之间焊接拉筋,提高轴承的支承刚度,改变部件的固有频率,降低BPF的振动能量。为彻底解决此故障问题,优化泵体、轴承箱体、转轴等部件结构,避免部件的固有频率接近叶频而引起共振。本文的分析方法和解决措施可为解决工程问题提供参考。     

多级离心泵振动现象的谐响应分析

影响多级离心泵异常振动的因素众多,如管路特性对泵工作特性的影响;输油量变化对泵工作特性的影响;空化现象对泵工作性能及振动特性的影响;离心泵转子不平衡等都会造成多级离心泵产生异常振动.针对离心泵转子不平衡可能会导致多级离心泵异常振动的问题,通过SolidWorks对离心泵转子进行三维建模,并用ANSYS对模型进行了谐响应分析,根据分析结果可以判断出叶轮受损或泵轴轻微变形使离心泵转子谐响应值发生较大偏差,得出了引起多级离心泵异常振动的原因是叶轮受损或泵轴轻微变形导致转子质量分布不均所造成的.将分析结果用于实际生产指导,对原油外输站外输泵的重点部位进行了检查修复,消除了离心泵震动异常现象.     

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。     

工作介质属性对立式多级离心泵振动特性的影响规律

立式多级离心泵在实际工作中,液态工作介质属性会影响泵的振动特性,甚至导致临界转速值下降引发共振等严重振动事故。文中以某型多级离心泵转子为研究对象,探讨工作介质与泵转子结构的力学关系,推导带有工作介质的泵转子动力学方程,将工作介质质量分解为转子附加质量、壳体附加质量和液体耦合质量,建立含工作介质的立式多级离心泵和电机转子系统动力学模型,计算系统临界转速与振型,总结出不同工作介质属性对泵转子振动特性的影响规律。研究结果表明:工作介质对离心泵转子振动特性的主要影响取决于转子附加质量、壳体附加质量、液体耦合质量的3部分质量的约束;工作介质密度对第1阶临界转速影响较大,且随着介质密度增大,临界转速值降低,与工作转速隔离裕度变小。这些可为立式多级离心泵转子动力学设计和振动故障诊断分析提供参考。     

基于模态分析的高压清洗车副发罩壳的优化设计

针对高压清洗车副发罩壳侧门合页容易产生裂纹及侧门门板容易变形的现象,首先建立副发罩壳三维模型和用于模态分析的有限元模型,并对其进行了模态分析,提取前六阶模态振型和频率;然后分析副发动机的振动频率,发现副发罩壳与副发动机存在共振现象;最后根据副发罩壳的使用要求、功能要求、前六阶模态振型和频率以及工艺要求,对其进行结构优化设计,并在同种约束条件下再次进行模态分析,发现副发罩壳的固有频率避开了副发动机的振动频率,从而验证了模态分析解决副发罩壳共振现象的可行性。     

离心泵侧壁式压水室的模态计算分析

基于有限元分析软件ANSYS对一种具有特殊结构形式的离心泵压水室进行了模态计算分析,获得了无预应力和有预应力两种状态下压水室的前6阶固有频率和模态振型。分析结果表明:侧壁式压水室的各阶固有频率均远离主要激励频率,可有效避免共振的发生;压水室的变形主要发生在进口法兰端和扩散段,可相应增加两处的刚度以优化压水室的振动特性;有预应力状态下压水室的各阶固有频率较无预应力状态下出现约1%的增幅,2种状态下压水室的变形方式基本一致。分析结果为带有侧壁式压水室离心泵的安全运行和结构优化提供了一定的理论指导。     

液下硫磺泵的转子动力学分析

为减少长轴液下硫磺泵转子系统的振动,基于转子动力学对液下硫磺泵进行研究,以转子体、轴承、轴承座以及联轴器构成转子系统,运用ANSYS模拟转子系统的临界转速、转子不平衡引起的同步振动响应。结果表明:转子系统在第一阶临界转速下运行,为刚性转子;在前四阶临界转速下,轴承处的变形都较小;在加载了不平衡量的谐响应分析中,轴承与叶轮都在前四阶固有频率下产生共振现象,两叶轮振幅接近,各轴承最大振幅也远小于标准要求。液下泵转子系统的动力学研究对预防转子破坏引起的故障具有重要意义。