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4 考慮預應力和旋轉軟化在真實狀況下葉輪是運動的，由于離心力和氣動載荷 的影響,葉輪產生拉伸變形，模態有可能與靜止狀況有很大不同，所以必須予以考 慮。影響旋轉件頻率變化的一種原因是由于離心力對葉片運動產生的預應力的影 響，造成了葉輪剛度的增大，使運行狀況下模態頻率升高。另一種原因：旋轉軟化,旋轉軟化使模態頻率降低。

2 結果對比結構轉動時會產生離心力，而離心力對結構變形有影響，從而影響轉動模態，因此預應力轉動結構模態分析就是考慮結構轉動時的離心力對模態的影響。不同轉子受到離心力的影響程度不同，對實際轉子應進行無預應力和有預應力的模態分析進行對比，有時離心力的影響會很大，甚至改變渦動頻率曲線的趨勢。

Key words: centrifugal compressor; impeller; parameterized design; innovation method0 引言　　葉輪疲勞斷裂是近年來離心壓縮機組向高端化方向發展的過程中遇到的主要失效形式，作為離心壓縮機運行核心部件的葉輪，運行時常常受到離心力、壓力以及其它非穩定形式流動激勵的綜合作用，發生劇烈振動，并產生相應的噪聲，甚至會引起其共振

目前可支持大多數主流有限元分析工具的單向耦合，如Abaqus、Nastran、經典ANSYS等。本文則以ANSYS Workbench為例介紹主要的實現流程。 而值得注意的是，由于CFturbo不僅可以進行流道的設計優化，同時也可以對結構固體部分進行加厚設計，因此更便于設計人員進行后續的結構有限元分析。

1.3 邊界條件和載荷利用Ansys 軟件對整個機器模型的自由度進行了約簡，得到了一個方便的約簡模型。本文構造子結構的方式是簡化自由度，能有效分析結構的質量和剛度。當發動機受到激勵引起油盤振動時，發動機的傳動系統對多個對象進行動態分析，利用此振動作為邊界條件對油底殼進行頻率響應分析。

第一篇有記載的有關轉子動力學的文章是1869年Rankine發表的題為“論旋轉軸的離心力”一文，這篇文章得出的"轉軸只能在一階臨界轉速以下穩定運轉"的結論，使轉子的轉速一直限制在一階臨界以下。最簡單的轉子模型，是由一根兩端剛支的無質量的軸和在其中部的圓盤組成的，這一今天仍在使用的被稱做Jeffcott 轉子的模型，最早是由Foppl在1895年提出的。

通過構建包含內部結構的壓縮機模型，利用ANSYS諧響應分析模塊，對壓縮機基頻振動進行了模擬仿真。仿真結果與試驗測試相吻合，實現了壓縮機單體基頻振動的準確計算，壓縮機振動平均偏差小于12%。

采用ANSYS CFX數值求解三維雷諾時均Navier-Stokes控制方程（RANS），湍流模型采用剪切應力輸運（SST）k-ω模型，計算不同葉片尾緣斜掠角下離心式制冷壓縮機的氣動性能，分析其流動特性。圖12所示為葉片50%葉高的靜熵云圖，圖中無斜掠角葉輪相對有斜掠角葉輪具有更強的尾緣流動分離，說明采用尾緣斜掠角能夠有效降低尾緣流動分離強度。

曲軸受到旋轉質量的離心力、周期變化的氣體慣性力和往復慣性力的共同作用，使曲軸承受彎曲扭轉載荷的作用。因此要求曲軸有足夠的強度和剛度，軸頸表面需耐磨、工作均勻、平衡性好。目前，有限元在求解結構問題中被廣泛應用。

特別說明隨著計算技術和ANSYS等分析軟件的迅速發展，使得數值模擬和計算流體力學（CFD）成為研究和評價水泵最佳特性的較好工具之一。這種類型的模擬在預測和估計泵性能的許多特性方面非常有用，并且在任何進一步的步驟之前給出了許多解決方案。 因此，在離心泵葉輪優化設計過程中，離不開CFD的支持。