在我国,长江中下游地区沿江低洼地带的泵站大都具有扬程低流量大等特点,因此轴流泵应用十分广泛。其中大多数泵站需要双向抽水功能,使用双向对称翼型叶片的轴流泵,直接反转机组就可以实现反向抽水,并且能够兼顾正反向性能,因此成为低扬程双向泵站设计方案的优选泵型。但是近年来,在泵站运行过程中偶尔会发生水泵叶片出现裂纹甚至断裂的事故,给国民经济带来了不必要的损失。特别对于大型泵站来讲,事故造成的后果更为严重。水泵叶片的断裂主要原因是水泵叶片刚强度不够,在运行时受到水流激振力引发的疲劳破坏或者共振引发的共振破坏。因此,采用数值模拟技术进行水泵叶轮的结构和振动特性计算分析,对于改进叶片设计参数、实现水泵安全运行具有十分重要的意义。本文以双向轴流式水泵叶轮为研究对象,基于RNG k-ε紊流模型,应用三维流体计算软件CFX对双向泵内部流场进行数值分析,模拟得到不同工况下水泵的外特性曲线及叶片表面压力场。在此基础上采用单向流固耦合方法利用Ansys Workbench平台中Static Structural模块对叶轮在不同工况水压力作用下的应力分布情况和总变形量进行计算分析。另外,利用Ansys Workbench平台中Modal模块计算得到了双向泵叶轮在空气中的固有模态以及在受到水压力及离心力作用下的预应力模态。计算结果表明：叶轮最大等效应力出现在双向泵叶片压力面和支撑叶片的圆柄的进水侧,叶片变形总位移随着流量的减小而不断增大,最大位移出现在叶片进口侧的轮缘附近。离心力和水压力共同作用时会降低叶轮的固有频率,但降低的幅度非常小；通过对原型泵叶轮受到水压力和离心力时的预应力模态分析,发现振型与模型泵叶轮的振型相似,原型泵频率变化倍数小于叶轮尺寸的变化倍数,说明水压力对叶轮的固有频率有影响。通过模型泵叶轮的模态分析可预测原型泵的性能参数。研究的成果可对双向泵叶轮的优化设计提供一定的参考意义。