图3 不同网格数下的计算结果
图4 电阻点焊叶轮有限元网格 3 流场计算结果与分析 3.1 试验与计算性能曲线对比
根据流场计算结果可以得到泵的特性曲线，并与试验结果（扬程和功率都折合成单级）比较，如图5所示。从图中可以看出，流场计算结果与试验结果吻合良好，建立流场模型能很好的预测泵的性能。因此，文中建立的模型可详细描述泵内流场的分布情况，进而准确地得到叶轮表面的分布压力。
图5 试验和计算的性能曲线对比 3.2 流场分布压力
图6为设计工况下流场（轴截面Y =0截面）静压分布图。图6中显示：叶轮各流道内流体压力分布均匀，压力由进口到出口逐渐增加，在叶轮出口达到最大值，最低压力出现在叶片背面的进口处；相同半径上，叶片工作面压力明显高于叶片背面；导流壳内压力明显大于叶轮流道内压力，由于导流
部件（见图2）对流道的压缩，此区域的压力明显小于相同半径处的其它区域压力。
图6 设计工况下流场内的静压分布
图7为叶轮盖板外表面的分布压力。对比两图可以看出，前后盖板外表面压力都基本呈环状分布，相同半径上靠近导流部件区域的压力较低。但两者也存在明显差异：相同半径上，后盖板压力明显大于前盖板；随半径的增大，前后盖板表面的压力均有明显的增大，但前盖板外表面压力增大梯度明显大于后盖板。另外，还可以注意到，后盖板外表面
Ⅰ区及附近区域（见图1（b ）
）处于相对高压区的面积明显大于Ⅲ区及附近区域。
(a 前盖板外表面压力 (b 后盖板外表面压力 图7 叶轮盖板表面分布压力
由此可预测，叶轮的总变形[11]应主要表现为指向叶轮进口的轴向弯曲变形，且Ⅲ区的总变形应小于Ⅰ区。相应地，叶轮Ⅰ区的应力也应大于其他区域。
4叶轮有限元计算结果与分析 4.1 叶轮的应力分布
图8为叶轮在设计流量下的等效应力分布，其中图8（b ）为叶片和后盖板等效应力分布。由图可知：叶轮的等效应力基本呈轴对称分布，但在盖板焊点及轮毂处出现应力集中；最大等效应力为40.6Mpa ，出现在后盖板轮毂处，且此处正好位于Ⅰ区，与3.2中预测相符。由图8（b ）可知后盖板的焊点中，内圈焊点处的应力明显大于外圈焊点。
（a ）叶轮等效应力
（b ）叶片和后盖板等效应力 图8 叶轮的应力分布
表1为叶轮焊点处的应力值，表中数据为该焊点区域内的最大等效应力。
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