基于谐响应分析的水环境下核主泵叶轮动应力研究

作     者：何曦 徐胜利 刘海涛 王晓放 陈旭东 Xi He;Sheng-li Xu;Hai-tao Liu;Xiao-fang Wang;Xu-dong Chen

作者机构：大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116000 南洋理工大学计算机科学与工程学院 

出 版 物：《风机技术》 (Chinese Journal of Turbomachinery)

年 卷 期：2018年第60卷第2期

页      面：53-59页

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金："973"国家重点基础研究发展计划项目基金(2015CB057301) 

主　　题：湿模态 压力脉动 共振 谐响应分析 动应力 

摘      要：准确计算核主泵叶轮在流体介质中的动应力对核主泵安全可靠运行具有十分重要的意义。本文开展了基于谐响应分析的叶轮动应力的研究,完成了叶轮模态分析、阻尼比分析,压力脉动分析以及动应力分析。得到了叶轮各阶模态频率、叶轮阻尼比以及压力荷载,并对比了缩尺模型实验与数值模拟水力性能,计算了叶轮动应力。结果表明,叶轮湿模态频率比干模态频率低;叶轮流体介质阻尼比比材料阻尼比大一个数量级,并且基本不随着振幅变化;缩尺模型试验与数值模拟水力性能最大误差为2.8%;叶片表面压力脉动主要表现为转频及其谐频振动;叶轮共振模态为1节径1模态,最大动应力为2.02MPa。本文通过分析叶轮模态、阻尼比、压力荷载以及动应力,提供了水环境下叶轮动应力分析方法。