文档介绍：离心泵振动噪声分析研究 2006 LMS 首届用户大会论文集
离心泵振动噪声分析研究
叶建平
东风康明斯发动机有限公司 441004
摘要:在只考虑受径向力作用下,用有限元分析软件 Patran/Nastran 中进行了离心泵的振
动响应分析。计算离心泵受到激励时的振动位移、振动速度;并把在 Patran/Nastran 中建立的
有限元模型和计算的振动速度导入 Sysnoise 中进行辐射声场分析,计算辐射声场中场点的声
压值和声压级,同时研究离心泵部分形状改变对离心泵结构辐射噪声功率的影响。
关键词:离心泵,有限元,边界元,优化设计,辐射声场
Research on Vibration and Structural Noise of Centrifugal Pump
Ye Jianping
(Dongfeng Cummins Engine Co.,Ltd)
It offered us help in analysis of vibration and yawp and the vibration effect of the radial force.
First making use of finite element analysis software Patran/Nastran to analyze the frequency
response , then calculate the vibration displacement and the vibration velocity of forced vibration of
the centrifugal pump. The centrifugal pump models and the calculated vibration velocity are import
into the acoustics analysis software Sysnoise to analyze the radiation-noise-field, calculate sound
pressure and sound pressure level of the field points in the radiation-noise-field and study the
impact of the centrifugal pump structural parameters modification.

引言:
离心泵−]21[ 振动产生的原因很多,其中径向力是一个主要原因。在知道了蜗壳所受径向力
的变化后,为以后的振动及噪声辐射计算打下了基础。
建模方法的选择
利用 PATRAN 软件建立有限元模型,有两种建模方法:一是利用实体造型功能,首先创
建实体模型,然后再在实体模型的基础上,进行网格划分操作,完成有限元模型;二是直接
生成有限元网格的方法。直接生成有限元网格的方法,对一些简单实体而言,比较容易实现,
而对于离心泵机体这样的复杂结构,要想利用该方法,必须进行大量的简化才能够进行。大
量简化以后的模型与实际结构之间的差别较大。而且,直接生成有限元网格,网格的密度是
一定的,因此在建模之前,对用多少单元能够描述实际结构必须心中有数,网格密度的修改
比较麻烦;而在实体模型的基础上划分网格,可很方便地控制网格的密度,适合于复杂结构
的建模。
近年来,有限元前处理技术进展的一个突出特点是 CAD 几何造型(特别是三维实体造型)
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技术的引进。基于三维实体模型建立有限元网格符合现代 CAD 并行工程的要求。显然,这样
极大地提高了分析结果的可信度,同时也大大提高了有限元网格模型的生成速度和分析效率,
节约了大量的时间和人力。这对于有限元技术的实际运用具有重要意义。目前,通过许多大
型 CAD 软件(如 IDEAS 、UG、PRO/E 等),人们可以比较方便地建立离心泵复杂的实体模
型,并导入到有限元的前处理模块中去。
因此,本文采用实体造型功能中的自上向下的建模方法来构造离心泵的实体模型。
模型的简化与实体模型的建立
IS100-65-315 离心泵,是一个经铸造、机械加工得到的形状较为复杂的实体。建立有限
元模型时,不可能将这些复杂的结构全都考虑进去,难以使模型的质量矩阵与刚度矩阵与实
际相符,否则模型过于复杂,因此必须根据有限元分析的需要对离心泵进行必要的简化。简
化时,应根据分析需要,考虑一些起主导作用的因素来建立离心泵的简化模型。实体模型主
要的简化包