单级离心泵叶轮在干式状态下的模态分析及试验研究

发布时间：2019-08-01 07:32

【摘要】：叶轮等动力机械部件在外部激励或自身动力作用下较易发生振动,为避免造成疲劳损伤或结构破坏等不良后果,深入分析其振动特性尤为重要。以干式状态下的XA100/32型单级离心泵叶轮为研究对象,有机地结合ANSYS Workbench协同仿真平台、德国BBM振动测试分析系统和LMS Test.lab实验模态分析软件进行了仿真模态和试验模态分析,分别得到该叶轮自由状态下前六阶固有频率和振型,两种方法的固有频率相对误差基本在10%以内。
【图文】：

协同仿真平台来对离心泵进行自由状态下的模态仿真，过程如下:首先通过Pro/E5．0建立叶轮固体的三维模型，，然后采用ANSYSWorkbench自带的网格划分模块对其进行网格划分，最后在ANSYSWorkbench平台下的Modal模块进行模态的求解。1．2．1叶轮固体模型的建立及网格划分本文选用材料为HT200、干式状态下XA100/32型单级离心泵叶轮为研究对象，其材料特性如表1所示。表1叶轮材料特性Tab．1Materialcharacteristicsofimpeller密度ρ/(kg·m－3)泊松比μ/无量纲弹性模量E/GPa抗拉强度/MPa72000．28110240图1为离心泵叶轮实体模型，在进行网格划分时，离心泵叶轮结构模型较为复杂，故选用系统自带并且适应性好的自动划分网格法，即利用Pro/E与ANSYSWorkbench的接口将叶轮造型导入软件中，插入自动划分网格的方法。最终生成的叶轮实体总网格数为125234，节点数为222502。叶轮网格划分的结果如图2所示。图1叶轮实体三维模型Fig．13Dmodelofimpellersolid图2叶轮实体网格划分图Fig．2Meshdiagramofimpellersolid1．2．2仿真计算结果分析仿真计算采用ANSYSWorkbench协同仿真平台中的Modal模块求解叶轮在自由状态下的模态，叶轮的前六阶固有频率和最大振幅值如表2所示，叶轮前六阶的振型如图3所示。表2叶轮的仿真模态结果Tab．2Simulationmodalresultsofimpeller阶数固有频率/Hz最大振幅/mm12002．835．0922003．338．2733035．249．8643161．059．9653239．673．2663239．964．66186单级离心泵叶轮在干式状态下的模态分析及试验研究王学谦黄思张雪娇等

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本文编号：2521621