离心通风机叶片最大弯曲应力计算

离心通风机性能计算

1.10.01 170101 5-32 №16 离心通风机性能计算（参考通风机手册）（参考《风机手册》第2版正文第十七章第一节第一小节）（黑三角 ▲ 置换法）专利代号： ZL 02 2 14256 .8 （安装软件：Excel 2003 ）一、5-32 №16 离心通风机性能计算5-32 №16 离心通风机性能计算见表 17-15-32 №16 离心通风机略图见图17-1表17- 1 5-32 №16 离心通风机性能计算代号单位数值注12机壳出口长度m 0.70713扩压器出口长度m0.95最初设定的风机出口速度C d = 30 m/s14扩压器出口高度m1.1431压缩性系数—0.9568空气绝热指数 =1.42风机全压内效率—0.823轴功率kw 240.14所需功率kw 276.15电机容量kw按 300 kw 选电机注：项目机壳计算功率及电动机8036.098.082.0=⨯=⨯=men i tF ηηη143.112707.095.01200'=-=-=tg tg C C L 9568.0103254.1212258121211112=⨯⨯-=⨯⨯-=⨯⨯--=st sFst st st p K p p K p p δ82.010062.3144.18.2607.11004.148.26=⨯+⨯=⨯+⨯=LN LNn K sin in ηη98.0.=em η2.2()2100030(0.956812258 1.1628)15.752240.110000.820.98sF v ssh in meCd p q P δρηη⨯+⨯⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯==⨯⨯0.860.860.9553in h r v in hK K ηηηηηη=⨯⨯=⨯=⨯08209808063tF in me ...ηηη=⨯=⨯=DP ()h s f n η=0.860.860.95530.82in h r vin hK K ηηηηηη=⨯⨯=⨯=⨯≅0.860.860.9553in h r vin hKK ηηηηηη=⨯⨯=⨯=⨯1.15240.1276.1N E sh P K P =⨯=⨯=1.40.5050.707CCC C K A =⨯=⨯='.15.750.950.552630v s d q C B C ===⨯⨯图17-1 5-32 №16 离心通风机略图编写人员：沈阳鼓风机研究所续魁昌临沂市风机厂盖京方魏如斌吕晓丽路新艳张京亮孔祥飞。

离心通风机叶轮强度的二次计算法及其应用

y ′ = K
式中 Ρra 为轮盘外表面径向应力真实值, 对一般离心通风机而言, Ρra = 0, 则各段面上的应力经过修正后, 如下式所示: Ρri = Ρri + K Ρri Ρti = Ρti + K Ρti
〔 2〕三、段面间有截面突变的处理〔1〕
( 7)
如图 1 所示, 径向应力之间的关系为 Ρ′ ri =
2 T = (D n 1000)
轮盘强度的二次计算法虽然计算结果不很精确, 但由于其计算过程简单且计算量较小, 所以迄今为止仍为一种比较有价值的方法。在离心压缩机和汽轮机轮盘强度设计中, 同有限单元法一样, 二次计算法得到了广泛的应用, 并成为该类旋转机械强度计算的经典方法之一; 而离心通风机尤其是带进口圈前盘和锯齿中盘的机翼型双吸离心通风机, 虽然与离心压缩机和汽轮机同属透平机械范畴, 但因结构特点不同, 所以在套用轮盘强度二次计算法的过程中, 会产生计算结果与实际运行明显不符的情况; 此外, 如何处理叶片离心力及锯齿的影响, 目前尚未见到有关文献。因此, 本文针对上述问题通过一个强度设计的实例, 分析和讨论轮盘强度二次计算法在实际应用中的适用性和局限性, 并得出了具有实际应用价值的强度计算方法。二、二次计算法的基本思想和方法任何旋转轮盘不论其形状怎样复杂, 均可将其模化为若干个几何形状简单的计算段; 每一段或为等厚段或为锥形段, 且在每段之中均存在以下计算公式: Ρr = a r Ρr1 + a t Ρt1 + a cT Ρt = Βr Ρr1 + Βt Ρt1 + B c T
对锥形段, 式 ( 1) 中的 a c、 B c 改为 a ′ c、 B′ c 且 a′ c、 c 作如下修正: B′ λ c= a ′ a′ sa + a ′ sh ( 12) ϖ B′ = Β′ a + Β′ h

矿用主通风机动叶片的强度计算

矿用主通风机动叶片的强度校核叶片叶柄强度校核原理轴流通风机的叶轮在旋转时，叶片上受到离心力和气流流动压力；前者造成拉伸，后者导致弯曲。

在扭曲叶片中，离心力也会造成弯曲。

离心力和由它所引起的应力在叶片顶端为零，向叶根逐步增大，到叶片根部时达到最大值。

作用在叶片上的总离心力P （见图五）为：P c =m ω2r式中 m ——叶片质量（kg ）；r c ——叶片重心至叶轮中心之距离（m ）；ω——叶轮角速度（s －1）ω=30n 叶片根部的拉伸应力σc （Pa ）为：σc =S P c 式中S ——对于叶片焊接在轮毂上的叶轮，S 为焊缝面积；对于叶片通过叶轮固定在轮毂上的叶轮，S 指叶柄的横截面积（m 2）。

ωcP c图6 轴流通风机叶片拉伸计算图图五轴流通风机受拉伸应力图气流流动压力引起的荷载力P h 可以分解为切向力P u 和轴向力P z（见图六）。

计算中假设荷载力作用在叶片平均半径的位置上。

θpθhω图六叶片受气流压力分析图切向力P u （N ）决定于传动功率、叶片数和叶片平均半径处的圆周速度：P u =msh Zu P 1000 式中 P sh ——轴功率（kW ）；Z —— 叶片数（个）；u m —— 叶片平均半径处的圆周速度（m/s ）。

轴向力P z 决定于叶轮产生的静压差、叶片长度和叶片平均半径圆周上的节距：P z =ΔP st lt式中ΔP st ——叶轮产生的静压差（N/m 2）；l ——叶片全长（m ）；t ——叶片平均半径圆周上的节踞荷载力P h （N ）就等于切向力P u 和轴向力P z 的合力为： 22z u h P P P +=为了求得气流荷载力P h 引起的弯矩，先要根据叶轮图确定叶片根部截面的法线与圆周切线之间的夹角θh ，以及荷载力P h 与圆周切线之夹角θp ，如图所示。

在叶片长度L 方向上受到的弯矩为：)cos(2p h h h L P M θθ-= 其中 k h θθ-=90 （k θ为叶片安装角） )arctan(u z p P P =θ叶片离心力产生的附加弯距：1PcL Mc = 式中 L1——叶片重心处弦长的10% 。

叶轮机械原理作业

叶轮机械原理作业张硕 201520503005离心通风机设计设计一台离心通风机，其流量Q=90000m³/h ，压力P=4000pa ，介质为空气，进气状态为通风机的标准状态。

要求确定流通部分的形状和尺寸，并进行主要零部件的强度计算和材料选用。

一、叶轮设计制定390000/360025/Q m s ==；P=4000pa;进口压力pa P in 101325=，进口温度︒=20in t ，空气密度3/205.1m kg air =ρ(1)转速、叶片出口角和轮径的确定选取转速n=1300r/min ，比转速为6.71400025130054.554.5n 4343=⨯⨯=⨯=PQ s根据比转速值，由图5-5预选8.0=ψ，根据比转速和压力系数估算出叶片出口角2b β：︒---=⨯-⨯⨯+=⨯-⨯+=3.32107966.23835.06.711044.128.0107966.23835.0n 1044.1232532s 5-b 2ψβ 2b β值与通风机的压力P 关系密切。

经过多次试算，为了保证获得所需要的通风机压力，确定︒=352b β。

压力系数为：()815.06.711044.135107966.23835.02253=⨯⨯-⨯⨯+⨯=--ψ圆周速度为：()s m Pu 44.90815.02.14000222=⨯⨯==ρψ329.114.3130044.906013006022=⨯⨯==πu D取整，确定m D 3.12=()s m u 44.8860130014.33.16013003.12=⨯⨯=⨯=π853.044.8822.140002222=⨯==u P ρψ(2)确定叶轮入口参数。

由式（7-10），叶轮入口喉部直径为：330110)1(25.3vn n Q D ηνμτξ-=，由于是径向自由入口，轮毂比0d0==D ν。

采用锥弧形集流器，叶轮入口截面气流充满系数10=μ。

离心通风机叶轮应力与振动分析

图1额定转速下叶轮von-Mises应力分布云图图2额定转速下叶轮变形云图从图1可以看出：最大von-Mises应力出现在叶片和轮盖连接并靠近旋转中心的位置，最大von-Mises等效应力为185.81MPa；从图2可以看出：叶片最大变形出现在叶片端部，最大变形量为0.22787mm。

屈服安全系数（屈服极限与峰值应力之比）为1.86，断裂安全系数（强度极限与峰值应力之比）为2.64。

因此，通风机结构的强度满足实际工作要求。

3叶轮振动分析3.1模态分析基本理论研究结构的振动特性常常采用模态分析，得到结构每个模态的固有振型、固有频率和阻尼比，模态分析是谱响应分析、随机振动分析的基础[5]。

叶片和叶轮振动通常是通风机叶片发生破坏事故的主要原因，为避免事故，采取的做法为不使叶片和叶轮低阶固有频率与干扰频率重合，并且保证一定的频率避开率[6-7]。

通风机的干扰频率与通风机的转速有关，计算公式为：（1）式中：f n———通风机转速（rpm）；i———干扰力阶次。

通风机的干扰频率与通风机的转速有关，叶片和叶轮振动频率避开率可表示为：式中，f d———为叶片的动频。

对于不同的i值，通风机手册上规定的最小频率避开率见表1。

表1不同i值下叶轮模态分析的前6阶固有频率见表2，模态振型见图3。

计算得到叶轮低阶振动的频率避开率，见表3。

由此可见，叶轮各阶的频率避开率计算值均满足要求。

表2叶轮前六阶固有频率模态阶数123456f d/Hz140.71222.87260.04535.21647.39744.36阶次23456Δf/%48.6356.9517.729.878.44表3叶轮低阶振动频率避开率4结论采用有限元分析软件ANSYS对离心通风机进行应力与振动分析、计算和研究，得到了应力应变分布云图和模态固有频率和模态振型，同时确定了叶轮最大主应力出现（D）4阶模态振型（E）5阶模态振型（F）6阶模态振型图3额定转速下的模态振型（A）1阶模态振型（B）2阶模态振型（C）3阶模态振型图1联轴器同轴度偏移情况ab c2联轴器同轴度测量方法目前计算联轴器同轴度而进行测量的方法分为：双表法和三表法。

离心通风机刚度计算方法

离心通风机刚度计算方法1概述离心通风机叶轮由于刚度差而导致失效的现象时有发生。

其机理为叶片受离心力作用而弯曲变形，且各叶片弯曲变形的程度又不可能完全相同，因而使平衡遭到破坏，以致于最后失效。

尤其是宽径比比较大的风机，如4-73、4-60、6-40等，在[实际工作中，还会经常遇到为解决耐磨问题而将4-73的机翼型叶片改为板式叶片的情况，显然，其刚度会明显下降。

为此，通常采用增加副前盘的结构方案进行解决，但在何种条件下加副前盘以及设计成何种形式的副前盘，则依靠设计者的经验。

然而，是否成功则需要在试验台或工业现场进行考核。

因此，在设计阶段对离心通风机叶轮的刚度进行计算是很有必要的，也是必须得完成的一个项目。

但目前笔者能查阅到的只是在文献[1]中提到的刚度校核公式，而实际应用时，却发现还有一些问题无法解决：一是该公式没有推导过程。

因而，对其建模过程不了解；二是具体变形量无具体数值。

因而，对不同的风机或不同的使用场合，如何提出变形控制指标就无从下手；三是按此公式计算刚度，如果结果达不到要求，设计成何种形式的副前盘也无法判断，因为不知道叶片上何处刚性薄弱。

因此，确定适用的离心通风机刚度的工程计算方法，对风机的设计、工艺和生产有重要作用。

2计算模型的建立离心通风机叶轮由前盘、叶片、后盘或中盘，焊接或铆接而成。

多数叶轮的前盘均有锻件或铆焊件进口圈，而且部分叶轮的前盘在靠近外部位还焊接有多种形式的调频环以加强其刚性；而后盘或中盘一般厚度较大（不少叶轮后盘或中盘还有锻件辐板或焊接辐板），用螺栓与铸件轮毂或主轴联接。

因此，就风机叶轮结构和工作特点而言，前盘和后盘或中盘的刚性较强，而叶片的刚性相对较弱，叶轮刚性问题也就表现为叶片的刚性问题。

所以，在设计和生产中，保证了叶片的刚度也就保证了整个叶轮的刚度。

对叶片的受力情况进行初步分析：与叶片自身离心力相比，其受到的气动力的数量级太小，在计算刚度是坷忽略不计。

因此，应主要考虑叶片离心力的影响。

离心叶轮叶片弧度计算公式

离心叶轮叶片弧度计算公式离心叶轮是一种常见的液体泵或压缩机的关键部件，它通过旋转产生离心力将流体从进口抽入并将其推向出口。

叶轮的设计对于设备的性能和效率至关重要，而叶片的弧度则是叶轮设计中的一个重要参数。

本文将介绍离心叶轮叶片弧度的计算公式，并探讨其在叶轮设计中的作用。

离心叶轮叶片弧度计算公式可以用以下公式表示：r = (V^2)/(g tan(α))。

在这个公式中，r代表叶片的弧度，V代表流体的速度，g代表重力加速度，α代表叶片的攻角。

通过这个公式，我们可以计算出叶片的弧度，从而进行叶轮的设计和优化。

叶片的弧度对于叶轮的性能有着重要的影响。

一般来说，叶片的弧度越大，离心叶轮的流量就越大，但是效率会降低。

叶片的弧度越小，效率会提高，但是流量会减小。

因此，在叶轮设计中，需要根据实际需求和性能要求来确定叶片的弧度。

叶片的弧度还受到叶片的材料、制造工艺等因素的影响。

一般来说，叶片的弧度越大，对叶片的材料和制造工艺的要求就越高。

因此，在进行叶轮设计时，需要综合考虑这些因素，找到一个合适的叶片弧度，以满足性能要求并考虑到制造成本和材料要求。

除了叶片的弧度，叶片的攻角也是叶轮设计中的重要参数。

攻角是指流体入射到叶片上的角度，攻角的大小会影响叶轮的性能。

一般来说，攻角越小，离心叶轮的效率就越高，但是流量会减小。

攻角越大，流量会增加，但是效率会降低。

因此，在叶轮设计中，需要综合考虑叶片的弧度和攻角，找到一个合适的设计方案。

在实际的工程应用中，离心叶轮的设计是一个复杂的过程，需要考虑到很多因素。

除了叶片的弧度和攻角，还需要考虑到叶轮的结构、材料、制造工艺等因素。

因此，在进行叶轮设计时，需要进行大量的计算和分析，以找到一个最优的设计方案。

总之，离心叶轮叶片弧度计算公式是叶轮设计中的重要工具，通过这个公式可以计算出叶片的弧度，从而进行叶轮的设计和优化。

叶片的弧度对于叶轮的性能有着重要的影响，需要综合考虑叶片的弧度和攻角，找到一个合适的设计方案。

风机主轴弯矩计算公式

风机主轴弯矩计算公式
风机主轴弯矩计算公式是用来计算风机主轴在工作过程中所受到的弯曲力矩的公式。

它可以帮助我们了解风机主轴的受力情况，判断风机的稳定性并进行优化设计。

通常，风机主轴的弯曲力矩可以通过以下公式计算：
M=1/2 * P * D^3 * L * F
其中，M表示主轴的弯曲力矩，P表示叶轮所受到的风压，D表示叶轮的直径，L表示叶轮的长度，F表示风机转速。

这个公式的理论基础是梁的理论计算，根据杆件受力平衡和等效曲率的原理，进而确定主轴的截面形状和最大弯曲应力。

使用该公式可以得出主轴最具有弯曲刚度时的受力状态，有效提高风机主轴的稳定性和可靠性。

综上所述，风机主轴弯矩计算公式是风机设计和运行过程中非常关键的参数，在实际应用中具有广泛的应用前景。

离心通风机叶片最大弯曲应力计算

1.2.01 050301-1 4-62-11 №5 离心通风机
叶轮的叶片最大弯曲应力计算
( 参考《风机手册》第2版第五章第三节第一小节例 (5-1))
第五章风机的用途、结构、材料、强度
（黑三角 ▲ 置换法）
第三节风机强度计算
一、通风机的强度计算
例(5-1) 求 4-62-11 №5 叶轮的叶片最大弯曲应力。

叶片与前、后盘的连接为焊接结构（见正文图 5-47）
解4-62-11 №5 叶轮的叶片最大弯曲应力计算见下表
( 续 )
警示：在上述表中的 ▲ 表示 :
1) 在右侧单元格中用新的数值置换上一次试验时用过的数值
2) 或者默认在右侧单元格中保留了上一次试验时用过的数值，而不需作任何工作。

以下全同。

3) 必须确认上述两项确实实现
4) 一定要重新置换、默认，否则你所见到的是上一次试验时采用过的（这一次应置换）数值残留。

]180
s σ=ψ
ϕ
ψ
ψ
ψψ
ϕ
ψ
ψ
ψ
图5-47 平板叶片的离心力及其分力图
ψ
ϕ
ψ
ψ
ψψ
ϕ
ψ
ψ
ψ
编写人员：
青岛大学程利荣
大连海事大学袁川广
南航樊斌
沈阳鼓风机研究所续魁昌
临沂市风机厂盖京方魏如彬路新艳张京亮孔祥飞。

两种离心通风机叶轮零部件强度计算方法的比较分析

两种离心通风机叶轮零部件强度计算方法的比较分析蔡建程袁民健卢傅安祁大同邱长安 /西安交通大学能源与动力工程学院摘要：阐述了叶轮零部件强度分析的传统计算方法和有限元计算方法，并进行了比较分析，提出了建议和要求，给出了结论。

关键词：离心式通风机；叶轮；强度；有限元分析中图分类号：TH432 文献标识码：B 文章编号：1006-8155（2007）05-0030-04A Contrast between Classical Method and Finite Element Method for Calculating Strength of Impeller Parts in Centrifugal FansAbstract: This paper specifies the classical method and Finite Element Method for analyzing strength of impeller parts, and gives the comparison and analysis for them. The advice and requirements are pointed out. And the conclusion is obtained.Key words: centrifugal fan; impeller; strength; Finite Element Method (FEA)0 引言分别用传统方法和有限元方法计算了某离心通风机叶轮零部件强度。

在传统的计算分析中，叶轮零部件（包括轮盘，轴盘，叶片，铆钉）强度都满足要求。

而在使用通用有限元分析软件ANSYS 及NASTRAN 计算时,如果不考虑叶片根部与轮盘之间的焊接工艺情况，这些部位的应力则超过材料许用应力。

本文采用增加这些部位单元的厚度来模拟焊接工艺以消除应力集中，使得出的应力值低于材料的许用应力，并依据计算结果对焊缝的几何尺寸及焊接质量提出相应要求,确保风机的安全运行。

某离心通风机叶轮的ANSYS建模及应力分析

2015 届毕业设计论文题目9-19型某离心通风机叶轮的ANSYS建模与应力分析专业班级学号学生指导教师黄忠文指导教师职称副教授学院名称机电工程学院完成日期：2015年6月11日9-19某型离心通风机叶轮的ANSYS建模与应力分析ANSYS modeling and stress analysis of 9-19centrifuge fanimpeller学生指导教师黄忠文摘要风机在各个行业的应用十分广泛，几乎涉及到国家开展生产的所有领域，而叶轮那么是风机的关键部件。

整个风机的运作过程那么是通过叶轮的机械转动，形成气压差，引起气流的定向流动，从而到达通风的效果。

由于风机应用广泛工作环境千变万化，对风机主要是叶轮的要求就进一步增强了。

一个合格的叶轮必须具有良好的综合性能，本文那么尝试对9-19型某离心通风机叶轮的ANSYS建模与应力分析。

为了便于对离心通风机叶轮进展构造静力分析，进而对1-19型某离心通风机构造进展了合理的研讨，适当优化，本文建立了一个简单，合理，有效的叶轮有限元分析模型，对于离心机叶轮而言，真是构造相当复杂，本文中对各部件做了合理的简化，确定了叶轮的构造尺寸及各局部的材料常数，并应用于整体模型的建立中。

建立有限元模形式时，有限单元的选择非常重要，合式的单元不仅使建模，计算方便，而且能够更加真实的模拟构造的受力，变形情况，本文侧重对叶轮的建模与有限元分析，对模型进展了合理的简化，如螺栓省略了，模型一体化以及不计重力对叶轮的影响。

关键词：离心通风机叶轮ANSYS有限元AbstractFans are widely used in various industries, almost involves all areas of the national development and production, and the impeller is the key ponents of the fan.The whole operation process of the fan is through the rotation of the mechanical impeller, formation pressure difference, cause the directional flow of air flow, so as to achieve the effect of ventilation.Widely used because of the fan working environment, requirements for fan is mainly the impeller is further enhanced.A qualified impeller must have good prehensive performance, this paper try to 9-19 ANSYS modeling and stress analysis of a centrifugal fan impeller.In order to carry out structural static analysis of centrifugal fan impeller, and a centrifugal fan in type 1-19 structure has carried on the rational discussion, appropriate optimization, this paper set up a simple, reasonable and effective finite element analysis model of impeller for the centrifugal impeller, it's structure is quite plicated, this article made a reasonable simplification, the ponents to determine the structure of the impeller size and material constant of each part, and applied to setting up the model of the whole. Establishing finite element model form, the choice of the finite element is very important, shaped unit not only make the modeling and calculation is convenient, but also more realistic simulation of the structure of the stress, deformation, this paper focuses on the modeling and finite element analysis of the impeller, to the reasonable simplified model, such as bolt is omitted, model integration, and regardless of the gravity effect on the impeller.Key words ：Centrifugal fan Impeller ANSYS Filet element目录摘要1Abstract2目录4第一章绪论71.1课题背景71.1.1行业现状71.1.2课题研究的意义8第二章关于风机92.1 风机的应用92.2风机的构造与分类102.3 离心机的工作过程11第三章9-19型离心通风机的三维图与平面图123.1 9-19型离心通风机平面图123.2 1-19型离心通风机叶轮三维图13第四章9-19型某离心通风机叶轮的建模154.1 绘制上圆盘154.1.1 创立草图154.1.2 绘制草图154.1.3 旋转成体164.2绘制下圆盘174.2.1 创立草图174.2.2绘制草图174.2.3旋转成体174.3绘制叶片184.3.1 创立草图184.3.2 绘制草图184.3.3 拉伸成体194.3.4 布尔运算204.4 打孔与螺栓214.4.1 创立草图214.4.2 绘制草图214.4.3 打孔214.5 求和22第五章叶轮的ANSYS有限元分析235.1 有限元的根本思想235.1.1 有限元构造分析的分析流程245.1.2 有限元法的优缺点26第六章离心通风机叶轮的ANSYS分析276.1 UG叶轮模型导入到ANSYS276.2 离心通风机叶轮的有限元分析286.2.1 设立工作目录、文件名、标题和分析模块296.2.2选择单元类型296.2.3 设置材料属性306.2.4划分网格306.2.5 施加约束316.2.6 施加荷载316.2.7 求解316.3 后处理316.3.1总位移云图316.3.2梅森应力图326.3.3应力强度326.3.4环向位移336.3.5环向应力336.3.6径向变形图346.3.7径向应力分布图35 第七章结论36参考文献37致38第一章绪论1.1课题背景进入21世纪，现已成为世界第二大经济体的中国经济开展令世界倾慕。

叶轮机械原理作业教材

叶轮机械原理作业张硕 201520503005离心通风机设计设计一台离心通风机，其流量Q=90000m³/h ，压力P=4000pa ，介质为空气，进气状态为通风机的标准状态。

要求确定流通部分的形状和尺寸，并进行主要零部件的强度计算和材料选用。

一、叶轮设计制定390000/360025/Q m s ==；P=4000pa;进口压力pa P in 101325=，进口温度︒=20in t ，空气密度3/205.1m kg air =ρ (1)转速、叶片出口角和轮径的确定选取转速n=1300r/min ，比转速为6.71400025130054.554.5n 4343=⨯⨯=⨯=PQ s根据比转速值，由图5-5预选8.0=ψ，根据比转速和压力系数估算出叶片出口角2b β：︒---=⨯-⨯⨯+=⨯-⨯+=3.32107966.23835.06.711044.128.0107966.23835.0n 1044.1232532s 5-b 2ψβ 2b β值与通风机的压力P 关系密切。

经过多次试算，为了保证获得所需要的通风机压力，确定︒=352b β。

压力系数为：()815.06.711044.135107966.23835.02253=⨯⨯-⨯⨯+⨯=--ψ圆周速度为：()s m Pu 44.90815.02.14000222=⨯⨯==ρψ329.114.3130044.906013006022=⨯⨯==πu D取整，确定m D 3.12=()s m u 44.8860130014.33.16013003.12=⨯⨯=⨯=π853.044.8822.140002222=⨯==u P ρψ(2)确定叶轮入口参数。

由式（7-10），叶轮入口喉部直径为：330110)1(25.3v n n Q D ηνμτξ-=，由于是径向自由入口，轮毂比0d==D ν。

采用锥弧形集流器，叶轮入口截面气流充满系数10=μ。

关于离心风扇扇叶强度的计算

关于离心风扇扇叶强度的计算赵文辉;张虎;冯嫦杰【摘要】通过对离心风扇扇叶采用固定梁的应力分析,推导出离心风扇扇叶强度的计算方法,结合具体事例加以分析并给出改进方法、措施.最后提出高转速离心风扇扇叶设计的注意事项.【期刊名称】《防爆电机》【年(卷),期】2012(047)001【总页数】3页(P15-16,37)【关键词】离心风扇;叶片;弯曲应力【作者】赵文辉;张虎;冯嫦杰【作者单位】无锡哈电电机有限公司,江苏无锡,214000;无锡哈电电机有限公司,江苏无锡,214000;无锡哈电电机有限公司,江苏无锡,214000【正文语种】中文【中图分类】TM301.40 引言随着空空冷却两极电机及大型同步机、异步机的增多，同步转速为3 000r/min的离心风扇用途越来越广，而电机容量的增大，使其起冷却作用的离心风扇外径也不断地加大。

随着高转速离心风扇应用的日趋广泛，离心风扇扇叶强度的计算显得尤为重要。

本文以两极电机风扇为例，阐述了离心风扇扇叶强度的计算以及为降低叶片强度应注意的事项。

1 离心风扇扇叶应力分析离心风扇主要由叶片、前盘、后盘、轴套等部件组成。

其中，除轴套用铸铁或铸钢制成外，其它部件一般都是用钢板制成，叶片与前、后盘多为焊接结构。

在计算叶片强度时，假定叶片为一固定梁，当叶片与前、后盘多为焊接结构时，叶片因本身重量产生的离心力，定为均布在梁上的载荷。

根据假定条件，固定梁承受均匀载荷(见图1)时，最大弯矩产生在梁的两端，其最大弯矩式中，ql—梁承受的总载荷。

在叶片强度计算中，单个叶片的离心力P就是ql。

图1 固定梁承受均匀载荷根据叶片不同的截面形状，计算出抗弯截面模数W，则叶片的最大弯曲应力为2 离心风扇扇叶强度的计算某厂生产的变频调速大型同步电机，冷却方式为IC86W，冷却风机风扇采用如图2所示的离心风扇，转速2 990r/min。

材料为钢板Q235焊接。

风扇为后倾不等宽，扇叶外径为600mm，内径为348mm，叶片为圆弧状，其圆弧半径为r=323mm，叶片的圆弧中心角a=20.1°，叶片厚度为4mm。

离心叶轮的应力数值分析与结构优化

（a）型线 a
（c）型线 b
由上述分析可见，最理想的轮盘应该选型线 c 中 y = 50mm、β = 3º 时的轮盘型线（此形状的轮盘应力分布最小），其最大应力为 252MPa。与采用型线 a 时轮盘的最大应力 315MPa 相比降低了 20% 。
在此基础上计算整体叶轮的应力分布，若选择轮盘型线 a，将生成的叶片伸进轮盘中得到整体叶轮，计算得到整体叶轮最大应力为 340MPa；若选择前面得到的最理想轮盘型线，即选型线 c 中 y = 50mm、β= 3º时的轮盘型线，将生成的叶片伸进轮盘中得到整体叶轮，计算得整体叶轮最大应力为 301MPa。与采用型线 a 时整体叶轮的最大应力相比降低了 11 . 5% ，其最大应力出现在叶片进口轮盘侧。
所示。
表 3 轮盘最大等效应力（型线 c）
（y mm）
应力值（MPa）
1º
3º
5º
50
301
252
262
45
293
285
280
本文给出了应用 ANSYS 软件进行离心叶轮分析的步骤以及应用方法和技巧，提供了叶轮的建模方法和边界条件的处理方法；通过算例检查了在 ANSYS 中选取单元及划分网格对计算结构应力的影响；在此基础上计算了实际叶轮的应力分布，优化了叶轮形状，使叶轮的最大应力降低了 11 . 5% ，为实际的叶轮设计提供了重要工程参考。
1 前言
叶轮是离心压缩机中非常重要的一个部件，承担着由机械能转化为气体能的重任，由于离心叶轮在转动中不仅承受着离心力、稳定气体力的作用，而且还承受着气体非稳定力以及介质腐蚀、粉尘磨损等多种其它因素的共同作用，因此对叶轮强度方面的要求也越来越高。对设计者来说，在通过流场计算等完成气动设计后，利用有限元方法对叶轮强度进行校核、优化叶轮形状已成为设计过程中的重要一环。ANSYS 有限元分析软件现在已经广泛应用于石油化工、航空航天、机械制造等各领域。利用 ANSYS 可以方便有效地进行应力分析［1］，三维有限元模型能够很好地反映

叶片各截面的应力及弯矩计算

叶片各截面的应力及弯矩计算一、使用软件：matlab二、基本数据物性参数：n=4700r/min 转子叶片数t=68 ρ=8200kg/m3几何参数：function yepianqiangduw=4700*2*pi/60; %转速单位rad/st=68; %叶片数md=8200; %密度S=md*w*w; %基本数据输入x=[0.53 0.41 0.41 0.40 0.24 0.12]*10^-2;y=[-0.41 -0.38 -0.30 -0.19 -0.11 -0.02]*10^-2;z=[62.8 59.1 56.0 53.0 49.4 45.8]*10^-2;a=[1.8 2.32 3.12 4.10 5.48 7.05]*10^-4;ix=[0.242 0.304 0.484 0.939 1.802]*10^-8;iy=[6.694 9.332 12.52 17.57 23.74]*10^-8;xxa=[-2.685 -2.847 -2.938 -2.889 -2.894]*10^-2;xxb=[-0.084 -0.205 -0.303 -0.219 -0.302]*10^-2;yya=[0.797 0.951 1.094 1.232 1.319]*10^-2;yyb=[-0.481 -0.521 -0.655 -0.749 -1.015]*10^-2;xxc=[3.728 3.909 4.060 4.366 4.597]*10^-2;yyc=[0.773 0.824 0.840 1.130 1.305]*10^-2;D1=[27.82,25.32,22.09,16.95,12.72];D2=D1/180*pi; % 几何参数输入c1am=297;c1um=-410;md1m=0.894;p1m=0.222*10^6;c2am=313;c2um=38;md2m=0.75;p2m=0.178*10^6; %流体参数输入px=((md1m*c1am*c1am-md2m*c2am*c2am)+p1m-p2m)*2*pi/t;py=(md1m*c1am*c1um-md2m*c2am*c2um)*2*pi/t;for ii=1:5jj=ii+1;xm(ii)=(x(ii)+x(jj))/2;ym(ii)=(y(ii)+y(jj))/2;zm(ii)=(z(ii)+z(jj))/2;am(ii)=(a(ii)+a(jj))/2;dz(ii)=z(ii)-z(jj);dv(ii)=am(ii)*dz(ii); %取微元段插值endp1=0;m1=0;m2=0;m3=0;m4=0;m5=0;m6=0;m7=0;m8=0;for i=1:5j=i+1;p1=p1+S*am(i)*zm(i)*dz(i);y1(i)=p1/a(j); %求离心拉伸应力（叠加）m1=-py*zm(i)*zm(i)*dz(i)+m1;m2=m2+py*zm(i)*dz(i);mxa=m1+m2*z(j);Mxa(i)=mxa;m3=m3+px*zm(i)*zm(i)*dz(i);m4=m4-px*zm(i)*dz(i);mya=m3+m4*z(j);Mya(i)=mya; %求气动力弯矩x y（叠加）m5=m5-S*dv(i)*zm(i);m6=m6+S*dv(i)*ym(i);mxc=m5*y(j)+m6*z(j);Mxc(i)=mxc;m7=m7-xm(i)*S*dv(i)*zm(i);m8=m8+S*dv(i)*zm(i);myc=m7+x(j)*m8;Myc(i)=myc; %求离心力弯矩x y（叠加）endMx=Mxa+Mxc; My=Mya+Myc; %弯矩合成for i=1:5j=i+1;Mxx(i)=Mx(i)*cos(D2(i))+My(i)*sin(D2(i));Myy(i)=-Mx(i)*sin(D2(i))+My(i)*cos(D2(i));yla(i)=y(i)+Mxx(i)*yya(i)/ix(i)-Myy(i)*xxa(i)/iy(i);ylb(i)=y(i)+Mxx(i)*yyb(i)/ix(i)+Myy(i)*xxb(i)/iy(i);ylc(i)=y(i)-Mxx(i)*yyc(i)/ix(i)-Myy(i)*xxc(i)/iy(i); %求A B C三点的总应力endfprintf('离心拉伸应力')y1fprintf('气动力弯矩x y')MxaMyafprintf('离心力弯矩x y')MxcMycfprintf('合弯矩x y')MxMyfprintf('a b c点弯曲应力')ylaylbylc %数据输出四、运行结果(对应I，II，III，IV，V截面)离心拉伸应力Pay1 =1.0e+007 *3.9776 6.0472 7.4614 8.7828 9.8518 气动力弯矩x y NmMxa =4.5405 15.1583 31.0151 56.8569 89.6664 Mya =1.9037 6.3553 13.0035 23.8380 37.5939 离心力弯矩x y NmMxc =-0.2778 -8.7793 -31.6886 -56.1518 -100.5904 Myc =-5.5368 -5.5368 -8.0098 -70.9867 -141.5374合弯矩x y NmMx =4.2626 6.3790 -0.6735 0.7052 -10.9240 My =-3.6332 0.8185 4.9937 -47.1487 -103.9435 a b c点总应力Payla =1.0e+007 *0.4745 1.8527 0.3979 -2.4599 -3.6619 ylb =1.0e+007 *-0.4188 -1.0526 -0.1579 0.9862 1.7634 ylc =1.0e+007 *0.9523 1.7411 0.0594 -0.4472 -0.5124。

离心式通风机的性能参数

第二节离心式通风机的性能参数第二章通风机第二节离心式通风机的性能参数离心式通风机有一定的参数表示它的性能和规格，为了合理地选择与使用风机，就必须分析了解这些参数，以及其相互间的关系。

表示风机性能的主要参数有以下几个：一、风量通风机每单位时间内所排送的空气体积，称为风量Q，又称送风量或流量，其单位为米3/秒或米3/时，工程上常用单位是米3/时。

风机所产生的风量与风机叶轮直径、转速、叶片形式等有关，其三者之间的相互关系要用下式表示：式中：Q——通风机的风量；D2——通风机叶轮的外径，米；V2——叶轮外周的圆周速度，米/秒n——通风机的转速，转/分；——流量系数，与风机型号有关。

常用离心式风机的流量系数见表：N o 代号4-72C4-734-79Y4-566-23 6-30 9-19 9-261 0．1460．1540．1700．1080．0240．0440．0300．080 0．4540．4620．4840．2660．6140．6340．8140．8742 0．1640．1740．1900．1210．0290．0490．0370．090 0．4450．4620．4730．2640．6000．6260．8340．8573 0．1820．1910．2100．1370．0330．0540．0440．100 0．4360．4440．4670．2600．5820．6170．8280．8324 0．1990．2090．2300．1510．0340．0630．0510．110 0．4180．4250．4500．2600．5730．5900．8030．7995 0．2160．2280．2500．1660．0390．0680．0580．1206 0．2340．2460．2700．1820．0440．0730．0650．130 0．3650．3700．4210．2430．4900．5500．7320．7147 0．2520．2630．3000．1940．0490．0780．0730．140 0．3380．3140．3590．2270．4330．5250．6920．66780．2690．2820．3300．2090．0540．0830．0800．1500．3030．2770．2900．2080．3660．4960．6520．620 风机的风量一般用实验方法测得。