分析：离心泵泵体有限元分析及安全评估

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传统的离心泵泵体设计通常是先根据客户给定的泵设计参数，然后利用现有的大量经验数据及经验公式来进行泵体壁厚的估算与设计。一，在设计完成后再根据样机测试的试验结果对产品进行适当的修正。传统的设计方法虽然简便，但却存在诸多缺陷：首先，公式及经验系数存在一定的局限性，对于复杂结构的泵体来说，使用经验公式一般很难准确计算出各个部位的应力值；其次，泵体的设计除了要满足一定的强度要求外，还要满足一定的刚度要求，传统的设计校核方法很难算出某些关键部位的变形量。有限元分析的相关资讯可以到我们网站了解一下，从专业角度出发为您解答相关问题，给您优质的服务！http://www.nataid.com/

随着计算机技术及数值模拟技术的发展，有限元分析方法开始广泛应用到泵结构及水力性能的化设计中。大多数文献对强度计算结果的分析评价准则都涉及较少，它们基本上都是简单地将计算结果与一个许用值来进行对比评价。然而，由于不同类型的应力对结构破坏的影响因素是不同的，例如相同大小的拉应力、压应力或者弯曲应力对结构的破坏效果是完全不一样的，因此，必须深人地研究泵体结构校核的应力评价方法及准则。本文以有限元方法为基础，研究了借鉴压力容器行业比较流行的分析设计法进行泵体应力分析的可行性，并根据泵产品与普通压力容器的异同点，着重探讨了运用分析设计方法对泵体进行强度分析校核的一些关键技术与方法。

目前，国际上常用的离心泵类及班类标准(如ISO5199和ISO9908)，对离心泵泵体的设计均未给出明确的材料许用应力及评价标准。然而，ISO9905离心泵技术条件I类标准和API6101995)石油、重化工和天然气工业用离心泵标准却对离心泵泵体的强度设计给出了一定的指导原则。其中ISO9905在44节指出了泵壳的设计应力不应超过相关材料规范中给定的数值，同时对受压部件的计算方法和材料的安全系数的选择应该符合相关的标准；API6101995)在22节提出了更明确的指导原则，它要求泵体材料的设计应力不应超过ASME规范第II卷中给定的数值，同时，对于铸造材料，应当援用ASME规范第I-1册中规定的安全系数，并且指出对于各类非铸造的压力泵壳应当符合ASME规范第I-1册中的设计规则。

显然IS09905和API610给出了应用ASME压力容器规范进行泵体强度设计的可行性和指导原则。其，离心泵泵体作为一种旋转动力机械的主要受压部件，其本身就可以看作是一种特殊的压力容器，从目前公开出版的论文资料渗考文献可以看到，ASME规范第2册中给定的压力容器分析设计法是完全可以移植到离心泵泵体的强度设计与校核中的。

分析设计法是一种以弹性应力分析和塑性失效准则为基础的设计方法，早已被世界各国公开承认和广泛采用。在分析设计法中弹性计算的应力根据其产生原因和导出方法被分成一次总体薄膜应力(P)、一次局部薄膜应力(P)、一次弯曲应力(P)、二次应力(Q)和峰值应力等五大类。由于各类应力对于结构破坏的危害程度是不同的，ASME规范根据等安全裕度原则对不同的应力类型规定了不同的许用极限，对于危险性较小的应力给出了比危险性较大的应力更高的许用值。

运用分析设计法进行强度校核的关键在于如何正确的进行应力分类，并将有限元法计算得到的总应力场分解成规范中定义的各类应力。由于离心泵泵体的结构比一般的压力容器更加复杂，因此，在对其进行应力分类及分解时必须格外小心。总的来讲，在进行泵体应力分析时，可以参照一般压力容器的相关分析方法，按照下面的步骤进行。