[發明專利]一種離心泵動靜部件間隙優化設計方法

有效

• 申請號: 201410159183.1
• 申請日: 2014-04-18
• 公開（公告）號: CN104008227B
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 鄧鑫;袁壽其;袁建平;裴吉;司喬瑞;李亞林
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種離心泵動靜部件間隙優化設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)結構初步設計：根據離心泵技術要求，初步設計離心泵的結構；

(2)計算模型確立：根據初步設計的所述離心泵的結構及離心泵的安裝固定方案，利用有限元軟件建立所述離心泵動靜部件有限元模型；

(3)結構靜態分析：根據離心泵的結構設計，確定離心泵在事故工況和安全停堆地震工況下的地震載荷，地震載荷作用在底板上，阻尼比是2％，標高為4米，并以該地震載荷、所述離心泵的材料屬性為輸入條件，通過有限元軟件對離心泵進行地震作用前的預應力分析，得到預應力；

(4)地震譜確定：根據樓層反應譜，擬合出人工地震波及人工地震波反應譜；

(5)模型強度分析：通過有限元軟件，將預應力作為初始條件，以擬合的人工地震波作為地震荷載，經過地震反應計算得出離心泵的動部件在地震荷載作用下的變形量；

(6)對離心泵流體域進行計算流體力學(CFD)建模，進行實驗室條件下的流場計算，并進行外特性試驗驗證；

(7)對動部件采用流固耦合的方法進行流動誘導振動計算，得到動部件受流體激振力作用產生的變形量；

(8)組合所述動部件在地震荷載作用下的變形量和動部件流固耦合計算結果，得到離心泵動靜部件的相對變形量；

(9)根據離心泵動靜部件的相對變形，并根據核電抗震設計規范的相關要求，得出動靜部件間隙的最小值；

(10)動靜部件間隙優化設計：通過抗震性能評估校核動靜部件間隙是否滿足抗震性能，并修正原始動靜部件間隙結果；

(11)當通過步驟(10)進行優化設計后，動靜部件間隙滿足抗震性能的可靠度要求后，制造實物樣機；

(12)對樣機進行抗震驗證試驗，當核電用離心泵樣機在抗震驗證試驗中的實測變形量與離心泵在步驟(8)得到的相對變形量之間的誤差在允許誤差范圍內時，產品設計投入生產。

2.根據權利要求1所述的離心泵動靜部件間隙優化設計方法，其特征在于，所述步驟(2)中所建立的離心泵動靜部件有限元模型為三維模型。

3.根據權利要求1所述的離心泵動靜部件間隙優化設計方法，其特征在于，所述步驟(2)中還包括通過有限元軟件和計算流體力學軟件對核電用離心泵的幾何模型簡化的過程。

4.根據權利要求1所述的離心泵動靜部件間隙優化設計方法，其特征在于，所述步驟(3)中所述的地震載荷包括離心泵的重力載荷、正常運行載荷、最大管道載荷的大小和施加方案。

5.根據權利要求1所述的離心泵動靜部件間隙優化設計方法，其特征在于，所述步驟(4)中通過Matlab或Labview擬合出人工地震波及人工地震波反應譜。

6.根據權利要求1所述的離心泵動靜部件間隙優化設計方法，其特征在于，步驟(12)中所述的允許誤差范圍是≤15％。