多级离心泵因效率较高、扬程大,广泛应用于城市给排水、农田灌溉、石油化工、矿用排水、森林消防、高层建筑等国民经济的各个行业。多级离心泵结构日趋复杂,为了满足更高扬程的需求,往往通过增加叶轮串联数来实现,不可避免出现转子系统振动幅度增大的问题。在运行过程中,泵内流场与叶轮结构相互作用,容易引发叶轮结构疲劳破坏,尤其是当转频与结构固有频率相近甚至相同发生共振时,严重影响到多级离心泵的安全可靠运行。因此,对多级离心泵开展流固耦合作用下的转子系统动力特性研究不仅具有重要的理论意义,更具有重要的工程实用价值。本文利用TurboGrid、UG、ICEM创建数值模型,对某D型五级离心泵全流道数值求解,在此基础上,利用ANSYS-Workbench协同仿真平台,研究多级离心泵单向流固耦合作用下转子结构动力特性,主要研究内容和成果如下：(1)采用标准k-ε湍流模型数值模拟不同流量工况下多级离心泵内流场,分析流场压力分布,并通过模型试验外特性结果验证数值模拟的可行性与可靠性。(2)利用单向流固耦合技术,对多级离心泵转子结构进行线性静力计算,研究叶轮等效应力及变形情况,获取最大应力变形值及其位置,并进行叶轮强度校核。分析发现：流体压力荷载对结构应力及变形起主要作用,最大等效应力随流量增加而减小,总变形随流量增加而增大；设计工况下,叶轮叶片等效应力随叶轮级次呈先增大后减小的趋势,最大等效应力出现在第二级,存在应力集中,其中,首级叶轮叶片最大等效应力出现在叶片进口前缘与轮毂接合处,其他各级出现在叶片进口前缘与前盖板接合处；变形则逐级增大,最大变形发生在末级叶轮叶片最外缘,同级叶轮变形主要表现为圆周方向变形,沿径向逐渐增大,呈不均匀分布；各流量工况下结构最小安全系数为3.75,均能满足强度要求。(3)在Workbench Modal分析模块中,分别计算空气中3～15级叶轮转子结构模态,分析不同叶轮串联数时的固有频率,并与多级泵额定转速下1、2、3倍转频对比,预测各级多级离心泵发生共振的可能性。结果表明：转子结构振型主要表现为摆动、扭转振动、弯曲振动、俯仰振动；五级离心泵在给定工况下振动特性良好,不会出现共振状况；增大叶轮串联数,存在引发结构共振的可能,15级时,额定转速下转频与一、二阶固有频率接近,易发生共振破坏。