详情

原文传递轴流泵结构强度有限元分析

论文题名：	轴流泵结构强度有限元分析
关键词：	轴流泵;叶轮;泵轴;结构强度;有限元分析
摘要：	船用轴流泵装置是一种高比转速的水泵，该泵主要功能是供应冷却循环水。为了保证轴流泵正常工作，本文针对轴流泵主要部件进行结构强度有限元分析。以某船用轴流泵结构测绘数据为输入条件，采用Pro/E对轴流泵主要的31个部件的进行实体建模及装配，并无损地转化为ANSYS有限元模型。叶轮和导向器的反设计是以三维坐标测量仪测得的实际模型数据为依据，采用水力设计叶型的方法完成的，准确地实现了轴流泵整体模型的重构，保证轴流泵三维数据的完整。对正常工作状态下的轴流泵的泵体、泵轴、叶轮进行结构强度有限元分析，包括实体单元的选取、网格划分、施加的边界条件和约束、以及计算求解等，计算结果通过云图表现出来，直观全面地了解应力和应变的分布情况。为了保证安全性和可靠性，进行了常规的强度校核计算，通过比较分析常规计算结果与有限元分析结果，共同验证了轴流泵的泵体、叶轮、泵轴完全满足设计要求。由于传统强度校核公式是建立理想模型的基础上，存在近似误差。本文通过三维建模，分别提取叶片的重心位置、叶片的惯性矩、叶片的截面面积等数据解决了这一问题。另外，鉴于传统算法只能把叶片简化为悬臂梁振动问题，忽略了轮毂对叶片的影响。本文采用ANSYS软件进行叶轮的模态分析，计算了叶轮整体振动的固有频率，通过与轴流泵的激振频率比较，证明了不会引发共振现象。最后根据有限元分析结果，实现了对泵壳体在质量和结构上的优化，同时验证了轴流泵结构强度的安全可靠。
作者：	王坤
专业：	机械设计及理论
导师：	张家泰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文