【摘 要】
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针对某风洞风扇叶片利用流体动力学软件CFX和结构动力学软件ANSYS,基于Workbench耦合平台,将CFD计算所得的叶片表面分布压力,导算到叶片结构计算的有限元模型,并以此为载荷对叶片进行数值分析.理论分析表明,叶轮叶片的应力主要由离心力引起的拉应力和气动载荷引起的叶片弯应力构成.数值计算表明:对所研究的离心叶轮而言,离心力产生的拉应力是构成叶片应力的主要因素,而气动载荷引起的叶片应力相对较小
【机 构】
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北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京 100191;中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所,绵阳 621000
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针对某风洞风扇叶片利用流体动力学软件CFX和结构动力学软件ANSYS,基于Workbench耦合平台,将CFD计算所得的叶片表面分布压力,导算到叶片结构计算的有限元模型,并以此为载荷对叶片进行数值分析.理论分析表明,叶轮叶片的应力主要由离心力引起的拉应力和气动载荷引起的叶片弯应力构成.数值计算表明:对所研究的离心叶轮而言,离心力产生的拉应力是构成叶片应力的主要因素,而气动载荷引起的叶片应力相对较小,对根部最大应力贡献约为24％,气动力产生的变形为总变形量的12％.一阶弯曲模态的固有频率和振型在叶片响应中起主导作用.本文研究结果为风扇设计及优化提供一定的数值依据.
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