小型离心风机试验台振动性能及叶轮强度研究

论文摘要

随着我国工业化进程的不断推进,离心风机越来越广泛的应用于国民经济的各行各业,国内市场的生产和销售量非常大。离心风机叶轮强度校核的传统算法找不出叶轮的应力集中处,只能靠增加系统的安全系数来避免事故发生,往往造成资源的浪费。利用有限元分析软件就能很好的解决这一问题。本课题组研制的风机由于受到安装条件的限制,由原先的钢制叶轮改为铝制叶轮,材料的屈服极限大幅降低,而转速仍为之前设计的2800转/min,本文采用ANSYS有限元分析软件对叶轮的强度进行校核,需找出叶轮的最大应力,以及应力集中处,如若叶轮达不到强度要求,需根据模拟结果对叶轮进行优化设计。离心风机在运行过程中由于叶轮的不平衡量引起风机的振动,对周围环境影响很大,造成周围人们工作效率下降。本文利用ANSYS有限元分析软件建立风机试验台的模型,利用软件的动力学分析模块中的模态分析求解出系统的固有频率,通过改变模型的物理参数,控制模型的固有频率,使其远离激振频率。利用谐响应分析找出离心风机的加速度响应与模型中各个参数的关系。然后把模态分析的结果导入ANSYS进行后续谐响应分析,找出模型的频率——响应曲线随着模型参数改变的变化机理,并提取出系统在激振频率下的加速度响应。本文的研究结果将为风机试验台模型的优化提供参考依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 机械振动控制技术概况
• 1.3 叶轮强度分析概况
• 1.4 有限元基础知识与ANSYS软件简介
• 1.5 主要研究内容
• 2 风机试验台的模态分析
• 2.1 风机试验台模型的建立
• 2.2 减震器刚度对于模态的影响
• 2.3 减震器的布置方式对于模态的影响
• 2.4 过渡板弹性模量对模态的影响
• 2.5 试验台密度对于模态的影响
• 2.6 本章小结
• 3 谐响应分析
• 3.1 谐响应分析前相关参数的计算
• 3.2 谐响应分析的一般过程
• 3.3 谐响应分析的计算及结果
• 3.4 由于风机蜗壳形状不对称引起的质量力不平衡计算
• 3.5 本章小结
• 4 叶轮强度校核
• 4.1 叶轮模型的建立
• 4.2 边界条件和载荷工况的施加
• 4.3 结果分析
• 4.4 本章小结
• 5 结论及展望
• 5.1 研究工作总结
• 5.2 后续工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读学位期间发表论文情况