秦 晋，刘树峰

（吉林省水利水电勘测设计研究院，吉林长春130021）

基于流固耦合的竖井贯流泵强度分析

秦 晋，刘树峰

（吉林省水利水电勘测设计研究院，吉林长春130021）

简要地介绍了流固耦合及其分类，结合不同流固耦合方法的特点，选择了顺序流固耦合对竖井贯流泵强度分析。将流体动力学分析软件CFX与有限元分析软件Static Structural（ANSYS）在Workbench中有效地结合，运用顺序耦合的方法对国内某大型竖井贯流式泵站的叶轮和导叶在最大扬程、设计扬程和最小扬程3种工况下的强度进行了研究分析。

竖井贯流泵；顺序流固耦合；强度分析；等效应力

0　引言

竖井贯流式泵站已经在一些大中型泵站中得到了应用，但建成实例较少［1-2］。目前对水泵的研究大多集中在水力性能的优化设计上［3］，对其结构性能的研究比较少。水泵的结构性能不仅直接关系到泵站的安全稳定运行，而且对其经济效益有着重要的影响。叶片裂纹一直以来都是威胁旋转机械安全稳定运行的重要因素，文献［4］中的泵站在运行过程中叶片出现了裂纹，文献［5］中的水泵仅仅在运行两个月后就发生了叶片断裂事故，故有必要对水泵的结构强度进行深入研究。

下面结合我国某大型泵站的实际工程，对最高扬程、设计扬程、和最小扬程等3种稳态工况下竖井贯流泵装置全流道进行CFD计算，得到了叶轮叶片和导叶表面精确的水压力分布，然后运用顺序流固耦合的方法对叶轮和导叶行结构场应力场计算，得到了不同工况下叶轮和导叶的应力分布和变形分布。……