基于谐响应分析的水环境下核主泵叶轮动应力研究

准确计算核主泵叶轮在流体介质中的动应力对核主泵安全可靠运行具有十分重要的意义。本文开展了基于谐响应分析的叶轮动应力的研究,完成了叶轮模态分析、阻尼比分析,压力脉动分析以及动应力分析。得到了叶轮各阶模态频率、叶轮阻尼比以及压力荷载,并对比了缩尺模型实验与数值模拟水力性能,计算了叶轮动应力。结果表明,叶轮湿模态频率比干模态频率低;叶轮流体介质阻尼比比材料阻尼比大一个数量级,并且基本不随着振幅变化;缩尺模型试验与数值模拟水力性能最大误差为2.8%;叶片表面压力脉动主要表现为转频及其谐频振动;叶轮共振模态为1节径1模态,最大动应力为2.02MPa。本文通过分析叶轮模态、阻尼比、压力荷载以及动应力,提供了水环境下叶轮动应力分析方法。