冲压焊接离心泵是国外在20世纪70年代研制的一种新产品,直到20世纪90年代国内才开始研制。该泵具有节能、环保、生产率高等优点,是中小型铸造离心泵的理想替代产品,符合国家节能环保政策要求。在叶轮的焊接工艺中,由于电阻凸焊具有生产率高、焊接质量稳定、易于实现机械化和自动化等优点,因此在叶轮的焊接成型中得到广泛应用。随着电阻凸焊叶轮的更新及大型化发展,对其结构强度及可靠性方面的要求不断提高。本文利用CAE多物理场协同仿真平台ANSYS Workbench,对电阻凸焊叶轮进行应力有限元分析及疲劳强度研究,主要研究内容及结论如下:　　 1、利用CFX软件对LVS3-9型立式多级泵内的流场进行求解,根据流场计算结果,预测了泵的性能并与试验结果进行对比。分析了叶轮在流场中的受力情况,结合叶轮表面的压力分布特征,得出轴向力对叶轮应力及变形的影响远大于径向力。　　 2、采用流固耦合技术将流场计算得到的叶轮表面流场压力施加到叶轮结构上,在ANSYS中对电阻凸焊叶轮进行静应力有限元分析,并对叶轮进行破坏性试验,校核叶轮结构的静强度。研究表明:计算叶轮在流场中的应力及变形主要由流场压力载荷引起,离心载荷对叶轮应力及变形的影响较小；电阻凸焊叶轮存在两处危险点,最大等效应力出现在后盖板轮毂处,此处应力大于焊点危险点处应力。　　 3、对流场和叶轮结构进行分区迭代弱耦合求解,分析耦合作用下流场特性及叶轮变形对流场的影响情况。对比耦合前、后的流场结果发现:叶轮变形对叶轮出口压力的影响主要表现为数值的减小,小流量工况下的减小程度大于设计流量和大流量工况；考虑耦合作用后,泵出口压力的平均值均有减小,但减小压力相对于各工况下的平均值非常微小,压力幅值在各工况下均明显增大,在小流量工况下增大最多,设计工况下最小；耦合作用后叶轮内的流场相对速度均有增加,小流量工况下改变最大,随流量的增大不断减小。　　 4、根据耦合求解结果对叶轮进行瞬态动力学分析,探讨不同工况叶轮在瞬态流场下的动应力响应及变形情况,发现叶轮的等效应力和变形在一个旋转周期内均呈现6次波动,波动次数和叶片数相同。　　 5、利用叶轮材料的S-N最小二乘拟合曲线确定焊接叶轮的疲劳极限,采用Goodman疲劳极限线图对叶轮结构进行疲劳强度校核评估。研究结果表明两焊点电阻凸焊叶轮在各工况下均满足疲劳强度要求,其中叶轮在小流量工况下的应力和应力幅最大。为提高叶轮的可靠性,应尽量避免叶轮在小流量工况下长时间运行。　　 本文研究为电阻凸焊叶轮的应力及疲劳强度研究提供了理论分析方法,已应用于LVS3-9型电阻凸焊叶轮的设计生产中,并适用于同类型产品的设计研发、应力分析及疲劳强度校核。