大型離心壓縮機(jī)葉輪動力分析方法研究.pdf

1、葉輪是離心壓縮機(jī)中的最關(guān)鍵旋轉(zhuǎn)部件。在對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的過程中，單純的由離心力導(dǎo)致的靜應(yīng)力分析已不能滿足葉輪的可靠性要求，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段必須考慮流固交互作用及葉輪特有的動力學(xué)行為，這是保障葉輪安全可靠運(yùn)行的核心內(nèi)容。本課題利用CAD/CAE技術(shù)，選用相關(guān)的CAD及CAE軟件，對大型離心壓縮機(jī)葉輪進(jìn)行的動力分析方法研究。 探討了結(jié)構(gòu)-流體協(xié)同計(jì)算的技術(shù)路線，介紹了SolidWorks、FLUENT和ANSYS在本研究中的應(yīng)用。在葉

2、輪結(jié)構(gòu)線彈性計(jì)算中，引入自適應(yīng)網(wǎng)格方法，討論了網(wǎng)格劃分方式對結(jié)構(gòu)分析的影響，在結(jié)構(gòu)計(jì)算中采用局部細(xì)化的網(wǎng)格劃分方式代替自適應(yīng)網(wǎng)格，得到具有較高精度的結(jié)果。 闡述了疲勞破壞的基本理論和應(yīng)用于葉輪疲勞斷裂分析的IIW疲勞設(shè)計(jì)規(guī)范，提出基于IIW疲勞設(shè)計(jì)規(guī)范的閉式葉輪疲勞分析方法?；谠摲椒ǚ謩e對閉式葉輪在旋轉(zhuǎn)失速和尾流激振這兩種流體激振力作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行數(shù)值分析，結(jié)果表明這兩種流體激振力是造成葉輪葉片疲勞斷裂的主要因素。

3、 討論了壓縮機(jī)葉輪這種具有循環(huán)對稱結(jié)構(gòu)的振動特點(diǎn)，探討了這種結(jié)構(gòu)在周期性載荷的作用下可能發(fā)生破壞性共振的條件，利用循環(huán)對稱的群論算法對某型葉輪進(jìn)行模態(tài)分析，在此基礎(chǔ)上通過控制作用在葉片上的流體激振力，求解在各種可能工況下葉片的振動響應(yīng)，從而驗(yàn)證了壓縮機(jī)葉輪可能發(fā)生破壞性共振的條件。提出了一種面向設(shè)計(jì)的諧響應(yīng)分析方法，基于該方法在ANSYS平臺上利用APDL二次開發(fā)技術(shù)開發(fā)了諧分析計(jì)算工具軟件，應(yīng)用該軟件對葉輪進(jìn)行尾流激振數(shù)值模擬，可以找