基于气热固耦合的涡轮模态分析

主要研究了气热固耦合场对涡轮模态参数的影响.采用基于k-ε湍流模型理论建立了涡轮的流场模型,进行网格划分和边界条件的加载.通过气热固耦合分析计算获得了流场内部温度和压力的分布,把气动力及温度载荷映射到涡轮结构上,并在此基础上进行了涡轮模态的计算.计算结果表明,气热固耦合场主要影响涡轮结构的模态固有频率,对模态振型的影响较小.     

配气台管路系统气固耦合振动特性分析

针对配气台管路振动问题,采用传递矩阵法和有限元模态分析法,建立管道系统振动频率的计算模型.运用MATLAB,ANSYS和AMESim软件分析计算,得到气柱固有频率、结构固有频率及扰动频率三者之间的关系,确定配气台管路振动的原因,并提出有效的解决措施.研究表明:由于扰动频率与管路内气柱低阶固有频率相近,激发配气台管路剧烈...     

往复压缩机管路系统气固耦合振动特性研究

基于瞬时动力学和流体力学理论,采用双向流固耦合数值模拟计算方法,对往复压缩机管路进行气固耦合分析、模态分析和谐响应分析,预测气固耦合和非耦合作用下管路振动响应,并与试验台测量获得的振动响应数据进行对比.研究结果表明:该机组振动超标的原因是在2阶9倍频下发生共振,考虑气固耦合作用下的管路振动响应预测相对精确(耦合作用误差...     

叶片圆盘泵叶轮结构流固耦合模态特性分析

为探究流体压力、离心力对叶片圆盘泵叶轮结构模态特性的影响,采用Fluent软件计算泵叶轮不同工况下流体压力大小及分布情况,借助Workbench平台进行叶轮结构的静态模态以及流体压力和旋转离心力作用下的模态特性分析,并对结果进行对比分析。同时,探讨了连接臂半径及位置对叶轮固有频率的影响。结果表明:叶轮的静态模态与预应力模态各阶振型基本相似,固有频率及振幅差异也不大;随着连接臂半径的增大,泵叶轮固有频率逐渐增大;随着连接臂与圆盘盖板中心之间距离变大,叶轮前三阶固有频率逐渐变小,总体上差别不大,三阶及以后各阶固有频率逐渐变大。     

叶片圆盘泵叶轮结构流固耦合模态特性分析

为探究流体压力、离心力对叶片圆盘泵叶轮结构模态特性的影响,采用Fluent软件计算泵叶轮不同工况下流体压力大小及分布情况,借助Workbench平台进行叶轮结构的静态模态以及流体压力和旋转离心力作用下的模态特性分析,并对结果进行对比分析。同时,探讨了连接臂半径及位置对叶轮固有频率的影响。结果表明:叶轮的静态模态与预应力模态各阶振型基本相似,固有频率及振幅差异也不大;随着连接臂半径的增大,泵叶轮固有频率逐渐增大;随着连接臂与圆盘盖板中心之间距离变大,叶轮前三阶固有频率逐渐变小,总体上差别不大,三阶及以后各阶固有频率逐渐变大。     

风机叶片维修平台动态特性分析

对新型风机叶片维修平台进行动态特性分析,得到维修平台的振动特性,以及在实际工作环境下的变形状况,更加准确的了解平台的整体性能。通过ANSYS软件对新型风机叶片维修平台进行建模,使用ANSYS中的Block Lanczos模态提取方法得到平台各阶固有频率,对平台进行瞬态分析得到最大应变处的振动曲线图。第1阶模态固有频率为99.498Hz,从第2阶到第10阶的固有频率值之间大约相差只有60Hz。瞬态分析得到平台所受最大应力为128.707MPa,最大应变为17.645mm。风机叶片维修平台固有频率分布密集,容易受外界激励影响发生共振,后期可以对结构进行优化改变其固有频率分布。由瞬态分析可知平台的最大应变小于许用应变,结构强度满足[GB19155-2003]标准设计要求。     

来流条件对风力机叶片流固耦合特性影响研究

针对不同来流条件引起的风力机叶片振动问题,通过数值方法研究流速以及风剪切指数对叶片流固耦合振动的影响规律.以NREL5MW风力机叶片实尺度模型为研究对象,采用不同风剪切指数的来流入口条件,利用数值方法获取不同来流工况下叶片表面载荷、压力分布以及载荷随方位角的变化规律;基于单向流固耦合方法计算不同工况下结构耦合形变、应力...     

压气机叶片流固耦合的强度和振动研究

为了研究流固耦合场对叶片强度与振动参数的影响,采用流体动力学和有限元方法,对压气机叶片进行了单向流固耦合分析。通过软件之间的接口,实现压力场数据的传递,并对加载气动力后的计算模型进行强度分析和模态分析,得到压气机大小叶片的应力应变云图以及固有频率和相应的模态振型,计算比较了离心力、气动力对应力和固有频率的影响。计算结果表明,流固耦合对叶片的结构强度和模态振型影响较小。通过频率分析,找出了叶片的共振频率,从而为叶片的优化提供依据。     

基于单向流固耦合的潮流能水轮机叶片强度及模态分析

叶片作为潮流能水轮机叶轮的关键部件,在其工作过程中受到水流的作用力,会对其安全性与稳定性有一定的影响。文中基于Workbench,先用CFX软件对水平轴潮流能水轮机叶轮在正常流速和最大流速情况下所受流体作用力进行了稳态数值模拟;然后在Workbench内完成流体域和结构域两个物理场之间数据的传递,采用单向流固耦合的方法将流场载荷施加到叶片结构上并对其进行了强度分析,得到了叶片变形及应力的变化情况;最后对叶片进行了模态分析,得到叶片各阶模态振型、频率及最大变形量,并且对结果进行了分析。     

基于气固耦合的航空发动机叶轮应力有限元分析

应用NX软件对航空发动机叶轮结构进行实体建模,用Nastran软件对叶轮气流场进行数值模拟,分析了叶轮表面的压力随不同工况的变化情况,基于气固耦舍利用Nastran软件对叶轮施加静力载荷,进行应力应变分析,并就其结果进行了分析和总结。     

叶片型线对离心风机性能影响的研究

首先对某采用双圆弧叶片的高效离心风机进行实验和数值对比,并在叶轮前盘形状、轮盖和叶片进出口安装角都相同的情况下,分析了采用双圆弧叶片和等减速叶型的模型风机的性能变化。结果表明,使用双圆弧长短叶片风机模型的稳定工况范围更宽、全压更高,等减速模型则在设计流量和小流量下效率更高、流动损失更小。     

隧道通风机叶片非线性应力场分析

应用三维有限元法对某型号地铁隧道通风机叶片进行应力场分析，计算中考虑了几何非线性的影响，给出了线性计算与非线性计算的结果比较，同时进行了加强筋强化效果的比较。计算表明，对于高展弦比的隧道通风机叶片，应力计算采用非线性方法是必要的。     

铸造铝合金压铸风机叶片的探索研究

基于多元、少量合金化的思路,根据不同合金元素的不同作用,对目前大量使用的铝—硅系铸造铝合金进行了再开发,创新发明了一种全新的铸造铝合金。其力学性能相比国内外同类材料有了明显提高,是扩大使用铸造铝合金制造轴流风机叶片的新途径。     

轴流风机叶片的自由曲线建模研究

介绍了利用自由曲线构造轴流式风机叶型的方法,基于叶栅参数给出了二次Bezier型、三次Bezier型和三次B样条型叶片中线的参数方程,通过实例分析了它们的几何特性以及作功时加压强度沿孤长方向的变化规律,并与传统的双圆孤型中线进行了对比。分析表明,几何特性直接影响其工作性能,采用自由曲线构造叶型可以使轴流风机叶片做功强度的分布更合理,尤其是三次B样条型叶型可以保证加压强度从零开始逐渐增大至最大值。然后又逐渐减小至零。     

叶片顶切对大型轴流风机性能的影响

对等环量设计的动叶可调大型轴流风机的叶片进行顶切,通过整机三维流场分析,得到了不同轮毂比和不同动叶安装角度的风机性能曲线.通过采用两种流量系数表示方法,对切割后的风机性能进行了对比分析,发现当轮毂比从0.56变化为0.6和0.65时,即切割量小于叶片长度30％时,风机的无因次性能曲线基本没有变化;当轮毂比切割为0.7时,风机性能明显恶化,通过叶片切割来改变风机流量的方法不再适用.     

基于ANSYS的轴流风机叶片模态分析

针对轴流风机运行中,常常碰到由于叶片的共振而产生的破坏性事故。本文通过建立叶片有限元模型进行模态分析得到叶片的各阶固有频率及相应振型,同时计算了考虑离心力影响下叶片动频率及相应振型。分析了可能产生共振的频率,为轴流风机的结构改进、结构优化以及动力修改提供理论依据。     

风机叶片中线的构型方法研究

介绍并分析了用自由曲线构造叶片中线的思路和方法，研究了几种典型的自由曲线型和主要特性。     

长短叶片离心通风机的数值研究

为了研究短叶片对前向离心通风机性能的影响,对9-26型离心风机加短叶片叶轮的模型进行了数值研究。采用RNG-k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,主要研究了短叶片长度、短叶片周向位置、短叶片的安装角度以及长短叶片数对风机性能的影响。为方便比较,计算结果做成了无因次曲线的形式。结果表明,短叶片长度主要影响风机的做功能力;短叶片的周向位置则对压力和效率均有较大影响;而短叶片的安装角度则对风机的性能影响较小。     

离心通风机叶轮改变叶片出口安装角的性能试验研究

为了对B2/D2=0.22叶轮的高效离心通风机模型扩展应用,得到在此模型基础上大流量区压力提升,小流量区压力下降的性能,进行了叶轮叶片改变出口安装角的性能试验研究,并将改变出口安装角后得到的性能曲线的变化规律进行了理论分析和探讨。证明其变化规律与离心通风机基本理论相吻合。     

大型轴流风机叶片的气动弹性数值分析研究

在叶轮机械的流固耦合中以弹性体流固耦合问题最具难度。在这类问题中,需要考虑叶片在运转过程中的弹性变形与振动对流场的影响以及振荡流场的反作用。以北京地铁18号专用轴流风机为例,在考虑叶片变形和流场之间相互影响的耦合状态下,探讨机叶片气固耦合问题的计算方法。采用CFX软件进行流场计算、ANSYS软件进行结构计算,以MFX- ANSYS/CFX为数据耦合平台,应用弱耦合分区法对风机叶片的气动弹性进行数值模拟分析。并与不考虑叶片弹性变形的情况进行对比,发现考虑气动弹性的最大应力几乎是不考虑气动弹性的最大应力的两倍,相应的安全系数相差较大,不考虑叶片的气动弹性容易高估叶片结构的安全性。分析考虑弹性变形对叶片结构安全性的影响,说明叶片的气动弹性分析的必要性和重要性。