軸流風(fēng)機(jī)葉輪的有限元分析.pdf

1、當(dāng)前，在常用工業(yè)風(fēng)機(jī)類型里，軸流風(fēng)機(jī)在眾多生產(chǎn)領(lǐng)域里是被使用十分普遍的一類，具有結(jié)構(gòu)比較簡單、工作效率較高、運(yùn)轉(zhuǎn)比較可靠、噪音比較低、制做成本較低廉等優(yōu)點(diǎn)。軸流風(fēng)機(jī)重要零部件是葉輪，從整臺(tái)風(fēng)機(jī)性能方面來說，其正常工作狀態(tài)下的安全性和穩(wěn)定性，主要是由葉輪運(yùn)行情況來決定的。所以，在軸流風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)過程中，葉輪結(jié)構(gòu)通過強(qiáng)度計(jì)算方法加以驗(yàn)證，可大大增強(qiáng)整機(jī)工作的安全可靠程度，具有可操作的實(shí)際意義。
　　在軸流風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)過程中，有限元技術(shù)被愈來愈

2、多的研究者和設(shè)計(jì)者所使用，用來完成葉輪強(qiáng)度計(jì)算分析，確保設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的安全與可靠性，這一切都離不開計(jì)算機(jī)科技與數(shù)值算法的極大進(jìn)步，為提高新風(fēng)機(jī)性能提供了保障。本文中，利用有限元技術(shù)探尋一條路徑，通過對(duì)葉輪進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算分析，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)方法及減少制造成本的目標(biāo)。設(shè)計(jì)軸流風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)過程中，以相似理論作為理論基礎(chǔ)，靜強(qiáng)度分析則通過傳統(tǒng)法、有限元法兩種方法來完成。葉輪設(shè)計(jì)過程中，出現(xiàn)最大應(yīng)力值超過所選材質(zhì)屈服強(qiáng)度問題，通過對(duì)其結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及靜、動(dòng)強(qiáng)度分

3、析來加以解決。最終分析結(jié)果：選材QSTE420T，屈服強(qiáng)度420 MPa，葉輪優(yōu)化后最大應(yīng)力178.0MPa，遠(yuǎn)小于所用材料屈服強(qiáng)度（安全系數(shù)2.36），安全性高。為保證風(fēng)機(jī)運(yùn)行安全性，通過模態(tài)分析方法，計(jì)算得出葉輪固有頻率和相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，并與其工作轉(zhuǎn)速相比較，從而說明葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不產(chǎn)生共振。
　　本文中，為設(shè)計(jì)出符合要求軸流風(fēng)機(jī)葉輪，進(jìn)行了三維建模、強(qiáng)度分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等設(shè)計(jì)工作，使用了SolidWorks軟件和COSMOSWo