离心式叶轮流体激振响应及动态疲劳的研究  

Fluid Induced Vibration and Dynamic Fatigue in Ceutrifugal Impeller

作　　者：李松涛[1] 许庆余[1] 

机构地区：[1]西安交通大学

出　　处：《应用力学学报》2007年第3期353-358,500,共6页Chinese Journal of Applied Mechanics

基　　金：国家自然科学基金(50275113);高等学校博士点科研基金(20030698017)

摘　　要：研究离心式叶轮的动力特性及流体激振下的稳态响应。讨论结构动态疲劳理论,认为流体激振激起了叶轮的共振,是动态疲劳,特点是激励频率高,幅值低,能量小,激起结构多个固有模态,主要是局部模态的共振。通过一个工程实际叶轮算例,研究动态疲劳破坏的机理。采用循环对称理论,计算叶轮的模态及离心力作用下的应力分布,对流体的压力脉动进行了频谱分析。将叶片表面的静压脉动作为载荷施加于叶轮上进行频率响应分析,得到叶轮在各频率成分激振力作用下的响应,最后根据频率响应的结果计算了叶轮的疲劳寿命,为叶轮疲劳破坏提供了分析依据和计算方法。The dynamic characteristics inducing fatigue in centrifugal impeller owning to fluid excitation are investigated.The fatigue occurs since the fluid force excites impeller resonance with lot of modes,which is characterized by high frequency,low amplitude,small energy and effect of multiple modes, especially local modes.A practical impeller,which cracked on account of fatigue,is analyzed with finite element method the fluid exciting force via FFT transform is applied to impeller to evaluate the frequency response the fatigue life of impeller is estimated to compare with the actuality.

关 键 词：叶轮 动态疲劳 流体激振 疲劳寿命 循环对称 

分 类 号：TH45[机械工程—机械制造及自动化]