惯性载荷作用下的叶轮力学特性分析.docx

摘要:叶轮机械在各个行业中的应用十分广泛，几乎涉及到国家发展生产的所有领域。本次课题中所研究的是涡轮增压系统的压气机径流式叶轮在惯性载荷作用下的力学特性。涡轮增压系统是一种高速回转的叶片机械，其作用是增加进入发动机的进气量，从而提高其效率。一旦出现故障，将导致整个系统发在极短的时间内损坏。随着涡轮增压系统的压比及转速的不断提高，增压系统中转子叶轮部分的结构可靠性分析变得尤为重要。

为了便于对增压系统叶轮进行结构静力分析，进而对某型号车用涡轮增压系统径流式叶轮结构进行了合理的研讨，适当简化，建立一个简单、合理、有效的叶轮有限元分析模型。同时也确定了叶轮的结构尺寸及各部分的材料常数，并且应用在了整体模型的建立中。

本次课题中通过使用CATIA对叶轮系统进行简化建模，并使用ANSYS Mechanical有限元分析软件对叶轮系统进行惯性载荷作用下的力学特性分析，以及叶轮预应力振动模态分析，得到叶轮的自振频率和振型。为涡轮增压系统中的径流式叶轮的优化设计和动力学分析提供依据。

关键词：径流式叶轮；有限元法；惯性载荷；模态分析

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 有限元分析-1

1.2 ANSYS Mechanical及分析流程-2

1.3 问题的工程背景-3

2 径流式叶轮的混合建模-4

2.1　建模软件CATIA简介-4

2.2 叶轮底座绘制-4

2.3叶轮叶片的绘制-5

2.4 叶轮建模总结-7

3叶轮的有限元分析-9

3.1 ANSYS分析步骤-9

3.2 分析结果显示-16

3.3重力加速度作用下的叶轮分析-23

3.4叶轮模态分析-25

4 分析结果及优化-30

4.1叶轮分析结果-30

4.2叶轮优化-30

结论-34

1过程总结-34

2课题完成总结-34

3课题意义-35

参 考 文 献-36

致    谢-37