找回密码
 注册会员

QQ登录

只需一步,快速开始

扫一扫,访问微社区

查看: 267|回复: 0

轴流通风机叶片模态仿真及其对气动噪声的影响

[复制链接]
发表于 2010-9-13 21:53:29 | 显示全部楼层 |阅读模式

马上注册,结交更多好友,享用更多功能,让你轻松玩转磨削论坛

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?注册会员

×

  一、引言



1 X7 L2 o% D3 N' o1 ^3 p1 c

  轴流通风机当其叶片较薄以及过度前掠,重心偏离叶根截面中心时,较高转速造成的离心力和不稳定进气流造成的叶片升力的变化,很容易激发叶片振动。同时由于流固耦合,还可能造成叶片的驰振,使叶片提前疲劳损坏,降低风机效率,并产生较大的气动噪声。-|MechNet|更多知识,请登陆中国机械专家网,http://www.mechnet.com.cn/



) ]9 l0 D! F9 [" @; O

  在叶轮设计时有必要对其振动模态进行计算,但叶片叶身曲面复杂,用经典理论无法求解,因此必须借用有限元模型来计算。ANSYS是当今比较有名的有限元分析软件之一,具有多种物理场的求解功能,可以很方便地进行模态分析;大型CAD系统软件UniGraphics具有丰富的曲面造型功能,非常适合于叶轮等具有复杂曲面实体的造型,建好的实体模型导入ANSYS即可进行模态分析。-|MechNet|更多知识,请登陆中国机械专家网,http://www.mechnet.com.cn/



+ U/ |7 P! ~6 O6 E5 n( T6 e1 D

  二、叶轮CAD模型建立和接口导入



: s8 x4 X% F1 g9 U( |0 [

  1.叶轮基本参数



' M9 t; P/ t5 I; l# R9 i

  轴流通风机为整体注塑ABS塑料叶轮,叶片数为4,叶片较宽,叶片呈前掠状。工作转速为860 r/min,轮毂直径为0.147m,叶轮外径为0.42m。



2 o5 j- t3 h5 b

  2.几何模型建立



9 P4 i2 U n2 }5 `( ]# h

  通过三坐标测量仪测量得到叶片表面型值点,将点阵连接成曲面,并利用软件U G的曲面剪裁和缝合功能,将叶片的曲面连接起来。一旦所有曲面被缝合就自动生成以各曲面为边界的实体。



/ a" E9 P# j x& L

  叶轮为循环对称结构,为加快有限元分析过程,利用ANSYS的循环对称分析功能,对一个90°基本扇区进行求解。建模时使全局坐标系的Z轴与叶轮旋转轴线对应,建立完整叶轮模型,然后用过轮毂轴线两个相互夹角为90°的两个平面切出1/4的叶轮模型(图1)。

3 u/ f" ^4 ?& M3 ^3 e8 S$ c, K



+ [% x. ?* z8 p2 e2 A

  3.导入几何模型



5 V% h9 I5 D3 x4 I$ Z& l$ h

  能够将UG模型导入ANSYS的方法有3种,其中基于直接的模型数据交换的两种是:一是通过标准的数据接口将CAD模型数据转入分析系统;另外是通过ANSYS为UG提供的专用接口直接读入UG的prt文件;第三种借助UG的GFEMFEA。



S$ k* o {) X8 o% z2 c* s# r

   这里采取第二种方法,在功能菜单中点击File→Import→U G,再选取零件文件即可。



8 Z6 o ?: y. g# x0 E4 G9 ]' b8 d+ `: B

  三、预处理和求解



: \/ Y* k* A4 v* s$ }/ ^

  1.输入材料物理参数



! L: L, H9 N/ [4 z8 x9 q

  输入ABS材料的物理性能参数:密度为1.2×10-6 g/mm3 ,弹性模量为2.3MPa,泊松比为0.38。



" Y" U, L/ g, m0 _! r* J, |

  2.选择单元类型



]6 f- s. t. t7 H& a, u

  叶轮表面为变厚度复杂曲面,选用10节点的四面体单元solid92 ,该单元采用二次位移模式,非常适合对形状不规则的实体划分有限元模型。为了对基本扇区的两个间隔相对90°的轮毂的剖面划分网格,还选择了一种二维单元:MESH200单元,并设定单元形状参数为“trianglewith 6 nodes”(MESH200单元是专门用来划分网格,提供网格占位功能,不参加单元运算)。



# [) y# q# K+ Y% E

  3.划分网格



: m ^' H7 U+ J$ Z* S1 [6 Q2 \

  先用MESH200三角形平面单元划分轮毂上的两个剖面的一个面上的网格,然后通过MSHCOPY命令将该面上的网格拷贝到另外一个剖面上(完成后的网格单元如图2)。对整个模型用solid92单元分网格(完成后的网格单元如图3)。

+ ]4 C0 s% G0 b3 I9 t+ Y

3 g# R7 b( x! @3 E


: m" z5 n: Q' i3 j2 s

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册会员

本版积分规则

中国磨床技术论坛
论 坛 声 明 郑重声明:本论坛属技术交流,非盈利性论坛。本论坛言论纯属发表者个人意见,与“中国磨削技术论坛”立场无关。 涉及政治言论一律删除,请所有会员注意.论坛资源由会员从网上收集整理所得,版权属于原作者. 论坛所有资源是进行学习和科研测试之用,请在下载后24小时删除, 本站出于学习和科研的目的进行交流和讨论,如有侵犯原作者的版权, 请来信告知,我们将立即做出整改,并给予相应的答复,谢谢合作!

中国磨削网

QQ|Archiver|手机版|小黑屋|磨削技术网 ( 苏ICP备12056899号-1 )

GMT+8, 2025-4-7 04:51 , Processed in 0.228665 second(s), 23 queries .

Powered by Discuz! X3.5

© 2001-2024 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表