冲压焊接多级离心泵叶轮的疲劳强度

摘要：

为了研究叶轮在运行过程中流场压力脉动作用下的疲劳特性,根据流动及结构的相似性,借助Ansys Workbench多物理场协同仿真平台中的CFX软件,对LVS 3-9型立式多级泵首级内的流场进行数值求解,计算了首级叶轮和导叶中的非定常压力脉动特性.采用流固耦合技术(FSI)中的弱耦合方法将计算得到的叶轮表面流场压力施加到叶轮结构上,分析了叶轮在流场中的受力情况,结合叶轮表面的压力分布特征利用叶轮材料的S-N最小二乘拟合曲线确定了冲压焊接叶轮的疲劳极限,并采用Goodman疲劳极限线图对叶轮结构进行了疲劳强度校核评估.研究结果表明:随着半径的增大,叶轮应力沿叶轮流道从进口到出口逐渐减小,叶轮的变形不断增大,在叶轮边缘达到最大值；在相同半径上,盖板与叶片接合的焊接区域应力明显较大；叶轮的变形均表现为沿轴向的弯曲变形,变形方向指向叶轮进口；电阻凸焊叶轮焊点在各工况下均满足疲劳强度要求,其中叶轮在小流量工况下的应力和应力幅最大.

关键词：离心泵、叶轮、冲压焊接、流固耦合、疲劳特性

所属期刊栏目：31

分类号：S227.9;TH311(农业机械及农具)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51239005;江苏省自然科学基金资助项目BK2009218;江苏高校优势学科建设工程项目

在线出版日期：2013-08-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：215-219,229