大型離心壓縮機葉輪動力分析方法研究.pdf

1、葉輪是離心壓縮機中的最關鍵旋轉部件。在對其進行結構分析的過程中，單純的由離心力導致的靜應力分析已不能滿足葉輪的可靠性要求，在產(chǎn)品設計階段必須考慮流固交互作用及葉輪特有的動力學行為，這是保障葉輪安全可靠運行的核心內(nèi)容。本課題利用CAD/CAE技術，選用相關的CAD及CAE軟件，對大型離心壓縮機葉輪進行的動力分析方法研究。 探討了結構-流體協(xié)同計算的技術路線，介紹了SolidWorks、FLUENT和ANSYS在本研究中的應用。在葉

2、輪結構線彈性計算中，引入自適應網(wǎng)格方法，討論了網(wǎng)格劃分方式對結構分析的影響，在結構計算中采用局部細化的網(wǎng)格劃分方式代替自適應網(wǎng)格，得到具有較高精度的結果。 闡述了疲勞破壞的基本理論和應用于葉輪疲勞斷裂分析的IIW疲勞設計規(guī)范，提出基于IIW疲勞設計規(guī)范的閉式葉輪疲勞分析方法?；谠摲椒ǚ謩e對閉式葉輪在旋轉失速和尾流激振這兩種流體激振力作用下的結構響應進行數(shù)值分析，結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、 討論了壓縮機葉輪這種具有循環(huán)對稱結構的振動特點，探討了這種結構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行模態(tài)分析，在此基礎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，從而驗證了壓縮機葉輪可能發(fā)生破壞性共振的條件。提出了一種面向設計的諧響應分析方法，基于該方法在ANSYS平臺上利用APDL二次開發(fā)技術開發(fā)了諧分析計算工具軟件，應用該軟件對葉輪進行尾流激振數(shù)值模擬，可以找