真空非破坏挖掘抽吸车是一种新型的施工设备,因其在施工过程中不会对环境造成破坏而得到迅速的发展。真空抽吸叶轮作为挖掘抽吸车的核心工作部件,其结构强度直接影响设备的使用安全。因此,确保高速运转的真空抽吸叶轮的结构强度,对保障系统的安全运行具有重要意义。本文针对真空抽吸叶轮展开了入口流场与内流场分析、振动特性分析与应力应变优化的研究,研究主要内容如下:(1)对真空抽吸叶轮的直线型与弯曲型两种入口流道进行分析,分别从入口流场分布和离心风机效率两个方面对直线型流道与弯曲型流道进行了比较,得出更适合真空非破坏抽吸车的入口流道方案;对4种不同工况下的抽吸叶轮内流场分布进行了研究,得到了叶轮的内流场分布与转速的关系,并且通过理论全压值与仿真数值的对比验证了计算模型的正确性;(2)对真空抽吸叶轮进行了应力应变分析,主要分为三个部分:气动载荷下的叶轮应力应变分析、离心作用力下的叶轮应力应变分析和流固耦合状态下的叶轮应力应变分析。研究了气动载荷对叶轮应力应变的影响程度,得到了叶轮的应力应变大小;(3)针对真空抽吸叶轮在工作中可能出现的振动问题进行了研究,分别对叶轮进行了模态分析、谐响应分析和锤击法模态试验,研究了叶轮在实际工作中的振动状态;(4)通过响应面分析法对叶轮进行了常规优化,然后针对叶轮受到的应力应变趋势,提出一种基于叶片倒角的优化方式,最后将两种优化方式相结合,得到最终的优化方案。计算表明,优化后真空抽吸叶轮的最大等效应力减小了21.42%,最大应变值减小了16.30%,总质量减小了16.84%。优化后的叶轮不仅质量明显减小,而且结构强度得到了很好的提高,对真空非破坏挖掘车稳定、高效的运行具有非常重要的意义。