軸流風機葉輪的有限元分析.pdf

1、當前，在常用工業(yè)風機類型里，軸流風機在眾多生產(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、運轉(zhuǎn)比較可靠、噪音比較低、制做成本較低廉等優(yōu)點。軸流風機重要零部件是葉輪，從整臺風機性能方面來說，其正常工作狀態(tài)下的安全性和穩(wěn)定性，主要是由葉輪運行情況來決定的。所以，在軸流風機設(shè)計過程中，葉輪結(jié)構(gòu)通過強度計算方法加以驗證，可大大增強整機工作的安全可靠程度，具有可操作的實際意義。
　　在軸流風機設(shè)計過程中，有限元技術(shù)被愈來愈

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

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