双向泵叶片应力与模态分析

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1、分类号学号Ｍ１２０７９５ＵＤＣ密级竣叫义葦｜ｉＹＡＮＧＺＨＯＵＬＮｌＶＥＲＳｎＹ＼硕击学隹文（学术型）双向冢叶片应力与模态分析齐立龙指导教师姓名，江苏扬州，２２新ｙ）９：汤方平教授，扬州大学申请学位级别；硕击学科专业名称；水利水电工程论文提交日期；２０１５年０５月论文答辩日期；２０１５年０５月学位授予单位：２０１５年０６月：扬州大学学位授予日期答辩委员会主席；刘超教授２０１５年０６月中图分类号：Ｕ．Ｄ．Ｃ．：王学硕±学位论文双向累叶片应力与模态分析硕古研巧生：齐立龙

2、导师：汤方平教授专业；水利水电工程扬州大学二〇—五年五月齐立龙：双向聚叶片应力与模态分析ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：Ｕ．Ｄ．Ｃ．：Ｍ．Ｄ．ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｔｒｅ化－ａｎｄＭｏｄａｌＡｎａｌｓｉｓｏｆＢｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌＰｕｍｌａｄｅｓｙｐＢＧｒａｄｕａｔｅＳｔｕｄｅｎｔ：ｉＬｉｌｏｎＱｇＡｄｖｉｓｅｒ：Ｐｒｏｆ．ＴａｎｇＦａｎｉｎｇｐｇＭａｏｒ；ＨｒａｕｌｉｃｓａｎｄＨｙｄｒｏｏｗｅｒＥｎｉｎｅｅｒｉｎｊｙｄｐｇｇＹａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＭａ２０１

3、５ｙ，ｆＩ齐立龙＝双向累叶片应力与模态分析摘要在我国，，长江中下游地区沿江低挂地带的累站大都具有扬程低流量大等特点因此轴流粟应用十分广泛。其中大多数粟站需要双向抽水功能，使用双向对称翼型叶片的轴流粟，直接反转机组就可Ｗ实现反向抽水，并且能够兼顾正反向性能，因此成为低扬程双向粟站设计方案的优选粟型。但是近年来，在粟站运行过程中偶尔会发生水粟叶片出现裂纹甚至断裂的事故，给国民经济带来了不必要的损失。特别对于大型粟站来讲，事故造成的后果更为严重。水索叶片的断裂主要原因是水粟叶片刚强度不够，在运行时受到水流激振力引发的疲劳破坏或者共振

4、引发的共振破坏。因此，采用数值模拟技术进行水粟叶轮的结构和振动特。性计算分析，对于改进叶片设计参数、实现水泉安全运行具有十分重要的意义本文Ｗ双向轴流式水泉叶轮为研究对象－Ｃ寨流模型三维流体计，基于ＲＮＧＡ，应用算软件ＣＦＸ对双向累内部流场进行数值分析，模拟得到不同工况下水粟的外特性曲线及叶片表面压力场。在此基础上采用单向流固稱合方法利用ＡｎｓｙｓＷｏｒｋｂｅｎｃｈ平台中ＳｔａｔｉｃＳｔｒｕｃｔｕｒａｌ模块对叶轮在不同工况水压力作用下的应力分布情况和总变形量进行计算分析。另外，利用ＡｎｓｙｓＷｏｒｋｂｅｎｃｈ平台中Ｍｏｄａｌ模块计算得到了双向亲叶轮在

5、空气中的固有模态心、力作用下的预应力模态式及在受到水压力及离屯。计算结果表明：叶轮最大等效应力出现在双向系叶片压力面和支撑叶片的圆柄的进水侧，叶片变形总位移随着流量的减小而不断增大，最大位移出现在叶片进曰侧的轮缘附近。离屯、力和水压力共同作用时会降低叶轮的固有频率，但降低的幅度非常小；通过对原型粟叶轮受到水压力和离也力时的预应力模态分析，，发现振型与模型聚叶轮的振型相似原型。粟频率变化倍数小于叶轮尺寸的变化倍数，说明水压力对叶轮的固有频率有影响通过模型索叶轮的模态分析可预测原型粟的性能参数。研究的成果可对巧向索叶轮的优他设计提供一定的参考意义。

6、本文受到国家自然科学基金项目（编号：５１３７６１５５）及２０１１年度江苏省属高校自然科学研究重大项目（编号：１１ＫＪＡ５７０００１）的资助。，，，关链词；双向索数值模巧，流固賴合静力分析模态分析Ｉｎ扬州大学硕±学位论文ＡＢＳＴＲＡＣＴＩｎｎａｍｏｓｔｕｍｓｌｏｗ－ｌｎａａｓａｏｎｔｅＹａｎｔ民ｉｖｅａｖｅｔｈｅｃａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＣｈｉｉｎｉｒｅｌｈｚｅｒｈｈ，ｐｐｙｇｇｇｌｏｗｈｅａｄａｎｄｌａｒｅ打ｏｗｓｏ化ｅａｘｉａ＾ｆｌｏｗｕｍｉｓｗｉｄｅｌｕｓｅｄ．Ｍｏｓｔｕｍｓｔａｔｉｏｎ打

7、ｅｅｄｇ，ｐｐｙｐｐｉｉｌｉｆ－ｂｄｒｅｃｔｉｏｎａｐｕｍｐｎｇｕｎｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅａｘｉａ＾ｆｌｏｗｐｕｍｐｗｈｉｃｈｕｓｅｓｔｗｏｗａｙｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｉｒｆｏｉｌｂｌａｄｅｃａｎａｃｈｉｅｖｅｒｅｖｅｒｓｅｕｍｉｎａｎｄｔａｋｅ化ｅｏｓｉｔｉｖｅａｎｄ打ｅａｔｉｖｅｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔｐｐｇｐｇｐｒｅｖｅｒｓｅ化ｕｓｎ－ｂｙ１：ｈｅｕｎｉｔｄｉｒｅｃｔｌｙｂｅｃｏｍｉｎｔｈｅｐ