基于LMS Virtual.Lab的多級離心泵數(shù)值模態(tài)分析

周 嶺，侯云鶴，王 偉，楊 陽

1 前言

多級離心泵作為重要的流體機械，廣泛應用于城市高層建筑供水、居民生活給排水、農(nóng)田灌溉、石油化工等多個領域［1，2］。與單級離心泵相比，多級離心泵將各級串連在一起，每一級都由一組葉輪和導葉構成，結(jié)構十分復雜，且其各部件的口徑、形狀及材質(zhì)各不相同，極易產(chǎn)生振動、沖擊和噪聲等問題，因此提高多級離心泵的設備可靠性具有重要的意義［3～5］。

模態(tài)分析是用來確定結(jié)構固有特性的一種技術，是其他動力學分析的基礎。主要用于確定機械結(jié)構的固有頻率和振型。其中，通過有限元計算獲得模態(tài)參數(shù)的方法稱為數(shù)值模態(tài)分析。在通過數(shù)值模態(tài)分析法了解某一結(jié)構在某一易受影響的頻率范圍內(nèi)各階主要模態(tài)的特性后，就可預測結(jié)構在此頻段內(nèi)在外部或內(nèi)部各種振源作用下的實際響應［6,7］。近年來，越來越多的學者認識到泵結(jié)構的可靠性對改善泵性能具有重要作用，所以數(shù)值模態(tài)分析在水泵結(jié)構設計和優(yōu)化過程中得到了廣泛的應用。劉君等將泵運行過程中流固耦合的作用力作為預應力，對高速離心泵的轉(zhuǎn)子進行了數(shù)值模態(tài)分析［8］；于保敏等通過對離心泵轉(zhuǎn)子結(jié)構的模態(tài)分析，得到了離心泵轉(zhuǎn)子臨界速度的計算方法［9］；江親瑜等通過對離心泵泵體的模態(tài)分析，為離心泵的故障診斷、安全運行和振動控制提供了理論依據(jù)［10］。

在這些研究的基礎上，本文以某四級離心泵為研究對象，建立葉輪和泵體的三維零件模型?！?br>