大家都知道，無論是什么樣的機械，最初都是從圖紙開始做出來的，然后需要對性能進行一定的測試。對于風機來說風機葉輪是非常重要的部件，在這里我們就來介紹叉車散熱風機葉輪的有限元強度分析。

　　葉輪是風機的核心部件，其結構包含前盤、葉片、后盤、軸盤。由于葉輪是高速旋轉的部件，為了其穩定性在制作時一般用料較厚。為響應公司降低成本、優化結構的號召，應用ANYS workbench對0473X9D的葉輪進行強度分析，使其在強度、性能不變的情況下減少料厚，降低制作成本，同時也為類似風機的料厚選用提供參考。

　　風機葉輪

　　葉輪型線比較復雜，在高速運轉的情況下，其應力應變的計算具有一定難度。由于算法不同，通過理論計算得到的結果也相差較大。既無法考慮到葉輪局部結構的受力情況，也無法精確的體現應力集中的現象。如采用實驗進行應力測試，不僅時間、成本上投入大，也具有一定的危險性。結構有限元法能充分考慮到葉輪結構的變化、各種邊界條件及約束，可以有效、清晰的反映葉輪的應力和變形情況。應用ANSYS Workbench對結構進行強度分析是現階段世界上的主流算法，根據計算結果，可對葉輪的局部結構進行優化、改進，提高材料的利用率。

　　對原有葉輪進行有限元強度分析

　　1.模型的建立與在喝的添加

　　①按標準圖紙在solidworks中建立葉輪的實體模型，為了保證結果的準確性，不做簡化處理。葉輪實體模型如下：

　　1.1風機葉輪模型

　　②材料參數設置：彈性模量2.12E+11N/m2，泊松比0.288，密度7.85kg/m3;

　　③劃分網格：采用自由網格方式劃分網格，網格劃分如下圖：

　　1.2 葉輪模型劃分網格

　　④施加約束與載荷：施加XYZ方向上的位移約束、施加葉輪的轉速條件，9D風機轉速1450轉。

　　在葉輪強度計算中，氣動力較小，相對于葉輪的離心力來說小得多。在考慮一定安全系數的情況下，氣動力對葉輪的強度影響可以忽略，因此整個葉輪只考慮離心力的影響，離心力通過對葉輪施加角速度載荷來實現。

　　2.結果分析

　　葉輪材料用Q235A，材料的許用應力為235MPa，計算結果如下：

　　1.3 葉輪等效應變Equivalent Elastic Strain圖(m)

　　1.4 葉輪等效應力Von-Mises圖(Pa)

　　1.5 葉輪的總變形Total Deformation圖(m)

　　由分析結果可以看出，圖片可以直觀地顯示出葉輪整體的應力應變情況，轉速為1450rpm時，葉輪的最大應力為119.3MPa，最大應變為0.067mm，應力出現在葉片中間、葉片與前盤相交靠近出口的地方。分析葉輪整體應力分析，可發現除葉片的入口中間處、前后盤與葉片相交處應力值較大外，其余部位的應力值較小;故可通過降低料厚的方法來降低生產成本。

　　3.結構優化改進

　　根據上面分析結果，對葉輪的改進方法如下：葉輪整體結構尺寸不變，前盤有4mm減薄為3mm，葉片由5mm減薄為4mm，后盤由6mm減薄為5mm，葉輪入口應力大的地方加一圈Φ8的圓鋼加強筋。

　　結構更改后，葉輪模型如下：

　　劃分網格

　　分析結果如下：

　　2.3 葉輪等效應變Equivalent Elastic Strain圖(m)

　　2.4 葉輪等效應力Von-Mises圖(Pa)

　　2.5 葉輪的總變形Total Deformation圖(m)

　　由上圖可以看出，葉輪用料減薄后，葉輪最大應力為52.19MPa(小于235MPa)，最大應變為0.093mm，應力應變的最大位置是葉片的出口中間處、葉片與前盤葉輪的相交處，整體的應力應變仍然符合要求。更改后葉輪重量由原來的85kg降低到64kg，有效的降低了材料成本。

　　結 論

　　通過對葉輪的分析表明，原有葉輪結構安全余量較大，可以進一步對材料厚度進行優化;更改后分析結果表明，葉輪應力仍然滿足要求。在尺寸、性能不變的前提下，更改后的結構能有效地降低材料成本，為相似結構的風機葉輪優化提供了理論依據。

　　綜上所述，通過上面這篇文章大家可以看出來，制作風機葉輪絕對不是一件簡單的差事，需要進行合理的規劃，還需要找到合理的材料來進行制作，這樣制作出來的風機葉輪才是合格的風機葉輪。叉車散熱風機的有限元強度分析需要遵守嚴格的流程。