题目：涡轮泵结构振动有限元仿真

涡轮泵是液体火箭发动机的重要组成部分，其涡轮在高转速、高温的恶劣环境下工作，振动是引发涡轮泵故障的重要因素。对涡轮泵的结构进行振动分析是涡轮泵设计中的一项重要研究内容。利用有限元法对涡轮泵结构进行振动分析取得了良好的效果，已经被广泛应用于工程领域。 本文根据结构振动分析的有限元方法，采用空间八节点等参元，建立了涡轮泵结构自由振动分析的有限元计算模型，分别采用雅可比法和子空间迭代法两种求解特征值问题的方法，利用FORTRAN语言编制了有限元计算程序，实现了对涡轮泵构件的振动分析与仿真。在程序设计中，对位移边界条件的不同处理方法进行了对比，通过对算例的分析，确定了振动分析中位移边界条件的较佳处理方法。为了降低振动分析的计算规模，根据涡轮泵构件的结构特点，引入循环对称边界条件，利用群论算法，编制了针对循环对称结构振动分析的有限元计算程序。通过对循环对称结构中的一个重复扇区进行计算，完成了对整个循环对称结构的振动分析。 本文开发的有限元计算程序经过多个理论算例和工程算例的验证以及与ANSYS软件计算结果的对比，表明其具有较好的通用性和良好的计算精度，同时，也为涡轮泵构件的设计和工程实际应用提供了参考。