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通過設備招標承接了秦皇島睛綸廠3萬噸/年睛綸裝置中紡絲淋洗塔風機的設計制造項目。在這臺通風機設計過程中，我們在強度有限元分析的基礎上，大膽地采用了斜拉板式焊接軸盤葉輪。該通風機于1994年8月投入使用至今，用戶反映良好。這里就其結構及其強度分析作以闡述。
通風機葉輪由輪盤、輪蓋、葉片(18片)、加強筋、斜拉板和軸盤組等六部分組成，材質皆為0Cr18Ni9Ti，材料的彈性模量E=2.1xe5N/mmz，泊松比0.3。各組成部分皆為焊接結構。葉輪直徑Dz=-1610mm，工作轉速n=1450r/min。
根據(jù)本通風機葉輪的設計要求和制造工藝現(xiàn)狀，我們假設了三種結構作為葉輪強度計算模型。
①輪盤與軸盤之間連接無空隙，且焊接為理想狀態(tài)(以下簡稱I型)。
②輪盤底端與軸盤之間稍有空隙，焊接為理想狀態(tài)(以下簡稱II型)。
③輪盤與軸盤底部和側面之間均稍有空隙，焊接為理想狀態(tài)(以下簡稱III型)。
這三種結構的示意圖列于圖。實際情況可能介于上述三種情況之間。
本通風機的葉輪結構、載荷和邊界特點為：葉輪具有空間對稱性，載荷以徑向離心載荷為主(忽略葉輪自重和葉片上氣動力等)，剛度是靠軸盤底部內側均勻一周固接等。強度分析是在葉輪整個結構的1/9加上適當?shù)倪吔鐥l件基礎之上進行的，減少了大量的重復計算。計算模型如圖所示。
根據(jù)結構特點共劃分2246個5類塊體元，546個7類邊界元，節(jié)點總數(shù)為4241個(I、II、III型的單元數(shù)相同，而其節(jié)點數(shù)略有不同)。載荷主要考慮1450r/ min對葉輪結構產生的離心載荷作用。II、III型軸盤與輪盤之間的空隙以空單元來代表。
通過計算結果分析可知，上述三種類型計算模型位移數(shù)值及變形趨勢十分接近，葉輪結構變形趨勢如圖所示。
由圖可知，最大位移集中在葉片進口中部，且徑向位移較大。這種結果與通風機葉輪實際運行狀況是吻合的。
通過應力計算結果可知：葉輪上應力(每個離散節(jié)點第四強度相當應力Q-as數(shù)值，以下相同)較大值主要集中在葉片進口中部葉片與輪盤、輪蓋、輪盤與軸盤相結合的少數(shù)區(qū)域。三種模型的應力集中區(qū)域上的趨勢十分吻合，且數(shù)值相近;但在輪盤與軸盤以三種不同方式結合的區(qū)域，應力數(shù)值相差較大。
(1) I型結構應力最大值主要集中在軸盤上部后端焊材區(qū)域。但因軸盤與輪盤為理想結合狀態(tài)，因此其應力值與葉輪整個結構應力值相比不是很大的，且比較平滑。
(2) II型結構應力最大值亦主要集中在軸盤上部后端焊材區(qū)域周圍，數(shù)值明顯比I型結構增大，且應力數(shù)值較大值集中在一個較小區(qū)域。
(3) III型結構應力最大值主要作用于軸盤上半部后周向焊材處，其應力集中在一個狹小區(qū)域內。
(4)葉片及與輪盤、輪蓋相結合區(qū)域的應力值如表所示。
通過前面四種情況的應力分析得知：通風機葉輪結構的應力較大值主要集中于葉片與輪盤、輪蓋相結合的區(qū)域，其最大Q-as應力值均未超出該種材料流動破壞的許用應力值滿足設計要求。
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