动车组牵引变流器离心风机的叶片受力仿真分析

简介

针对某动车组牵引变流器离心风机在使用过程中出现的叶片断裂问题,首先利用Star CCM+软件生成网格,再采用标准k-ε模型和移动参考坐标系对离心风机进行稳态流场仿真,得到离心风机叶片的压力分布、流线分布和气动力,然后利用有限元软件分析不平衡配重、冲击和振动等因素对叶片受力的影响以及模态振型,并提出优化改进方案。研究结果表明,叶片所受的离心力远大于气动力和冲击振动力,原有叶片强度不足,应力集中,交变的离心力会导致叶片的疲劳破坏,是叶片断裂的根本原因;增加叶片厚度和应力槽的结构改进方案可以显著降低应力水平,而且第1阶固有频率高于离心风机的旋转频率,不会引起共振,可以满足现场的应用条件。叶片的受力仿真分析可为离心风机的可靠应用提供指导。