一、叶轮强度分析的必要性
叶轮是泵的核心部件，工作时叶片上承受着流体的反作用力，叶片自重及旋转产生的离心力，液流对叶片产生的摩擦力。由于叶片的特殊形状，叶片根部与柄的连接处产生了比较大的集中应力。如叶片设计过厚，虽可降低叶片根部的集中应力，但也降低了泵的水力性能，同时也不符合经济性原则；若设计过薄，叶片根部容易产生裂纹，强度计算可校验叶片根部在弯矩和扭矩联合作用下所产生的应力是否满足强度要求。许多科研人员对叶轮叶片的应力做了大量的探索，并得到了很多计算方法，如常规简化计算法、二次计算法、迭代法、有限元法等等。而近年来，有限元分析方法在水泵研究方面有了很多的应用。借助有限元fxrj对广一水泵叶轮强度进行校核，求得叶片上的应力分布情况，合理确定叶片厚度
二、叶轮强度分析
1、建模与网格处理
利用SolidWorks对叶轮完成建模，模型如图1所示。用实体四面体单元对模型进行网格划分。水泵叶轮材料为铸造不锈钢，输入相关材料属性，方法在此不再累述。
2、载荷与约束
泵叶片是空间形状，厚度沿着弦长方向分布不均勻，叶片表面各点的水压力也不同，随着CFD软件的高速发展，流体计算软件能够很好的模拟出水泵叶片表面各点所受的压力。
目前CFD软件主要有两大类，一类为专业的流体fxrj如CFX、Fluent、FlowMaster、PHOENICS软件等，另一类为三维CAD软件中的流体分析插件，如SolidWorks软件集成的流体分析插件FlowSimulation，两类软件优劣比较如下所述。
专业fxrj功能强大、在泵行业中应用广泛，成功案例较多，借鉴的资料与经验较多，很多的学者使用该类软件计算叶轮的内部流动，如http://.运用PHOENICS软件计算了离心泵叶轮内部的三维紊流，并把计算结果与LDV的测量进行对比，用Fluent进行离心泵内流场的数值模拟等；但这类软件往往操作复杂、很难为一般设计人员掌握。
而集成的流体分析插件功能相对专业软件来说偏弱、操作方便简单、使用者无需大量的专业背景和培训就可掌握，可供一般的水泵设计人员使用，作为设计时的借鉴与依据。且由于软件的集成性，流体分析的结果可直接导入到结构分析中实现流固耦合，作为设计时的借鉴与依据。
在实际中，企业可根据自身的情况选择合适的流体fxrj。利用流体仿真技术得到的叶片表面压力分布情况，将其结果文件(.fid)直接导入到Simulation中，实现流固耦合分析。导入图1所示。
当然对于某些企业缺乏流体fxrj及相关流体分析经验时只能通过经验公式换算进行施加，可能会导致得不到jq的解，故经验估算的方法不推荐。
斜流泵为旋转机械，叶轮工作时绕泵轴定速旋转，将产生离心力，其方向与泵轴方向垂直，其大小与水泵的转速、叶片半径及叶轮材质有关。对其施加离心力载荷，输入泵的工作转速，如图2所示。
同时可在分析时考虑重量的影响，选择“引力”载荷，输入重量加速度“9.8m/s2”，方向朝下。假设叶轮与转轴连接位置的面固定，限制该面6个自由度。
3、结果分析
叶轮{zd0}VonMises应力为93.IMPa，位于叶片的外侧边缘处。屈服应力为240MPa，安全系数约为2.58。通常http://.叶轮安全系数约为2〜3,基本满足强度要求。
除要了解叶轮的合位移外，还需要了解水泵叶轮径向位移量，以确定叶轮与转轴间的间隙，叶轮合位移、径向位移。从应力、位移结果来看，该叶轮基本满足强度、刚度要求。
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