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离心泵叶轮叶片的有限元分析及优化  
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【英文题名】 Finite Element Analysis and Optimization Onthe Impeller Blade of Centrifugal Pump
【作者】 千勃兴;
【导师】 卢博友;
【学位授予单位】 西北农林科技大学;
【学科专业名称】 机械设计及理论
【学位年度】 2013
【论文级别】 硕士
【网络出版投稿人】 西北农林科技大学
【网络出版投稿时间】 2013-11-16
【关键词】 叶轮; Workbench; 数值模拟; 有限元分析; 多目标优化;
【英文关键词】 impeller; ANSYS Workbench; numerical simulation; multi-objective; optimization;
【中文摘要】 离心泵在工农业生产中,特别是在农田水利灌溉方面,发挥了重要作用。随着泵愈加广泛的应用,对其水力特性和运行稳定性的要求也越来越高。叶轮是离心水泵重要的过流部件,直接影响着泵的运行状况。叶轮工作在流动介质中,不仅受自身旋转产生的离心力,还有流体在高速运转状态下对叶片表面的冲击作用,其受力状况很复杂。传统设计利用统计方法得出叶轮的经验参数,但是没有注重对叶轮内部流动状态的数值模拟,不能得知叶轮在运行中具体的受力情况,设计效率低。计算流体动力学(CFD)和有限元分析(FEA)在旋转机械领域的应用,为内部流场分析及结构设计提供了有效途径。 本文研究了叶轮的三维建模、水泵内的流场模拟、静强度和模态分析以及叶轮几何尺寸的优化。(1)首先根据工况设计计算水泵主要过流部件叶轮和蜗壳的几何尺寸,利用方格网保角变换法在Auto CAD中进行叶片二维木模图的绘制。通过木模图提取叶片表面的关键点,在Pro/E中建立了叶轮和蜗壳的三维实体模型,采用曲面分析工具检查了扭曲叶片的表面质量,对不满足光顺要求的地方进行了修改,使叶轮的造型更加合理准确。构建了水泵内部的流道模型,为流场分析打下基础;(2)接着介绍了离心泵内部湍流流动数值模...
【英文摘要】 Centrifugal pump has played an important role in the industrial and agriculturalproduction, especially in the water conservancy irrigation and drainage. As pump is morewidely used, the requirement on the hydraulic characteristics and running stability isbecoming higher and higher. The impeller is one of the important flow passage components incentrifugal pump, which affects the working performance of a pump directly. When workingin the flow media, the surfaces of the impeller blade are suffering not only th...
【更新日期】 2014-01-16

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导师:卢博友    导师单位:西北农林科技大学    学位授予单位:西北农林科技大学
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