由于其特有的結(jié)構(gòu)特征，水泵水流機的結(jié)構(gòu)在滿足水力設(shè)計的條件后，主要問題就是對轉(zhuǎn)輪葉片的應(yīng)力控制和提高其抗疲勞性能。

混流式水泵水輪機組的轉(zhuǎn)輪由上冠、葉片和下環(huán)組成，葉片數(shù)量少，但長而薄，一般為6-10個，如績溪和陽蓄采用5+5長短葉片。葉片包角很大，過流通道狹長。隨著水泵水輪機應(yīng)用水頭的提高，如敦化和陽江700m水頭段，轉(zhuǎn)輪變得十分扁平，外緣的圓周轉(zhuǎn)速很高，最高達到了112.6m/s。由于其特有的結(jié)構(gòu)特征，水泵水流機的結(jié)構(gòu)在滿足水力設(shè)計的條件后，主要問題就是對轉(zhuǎn)輪葉片的應(yīng)力控制和提高其抗疲勞性能。

較高水頭水泵水輪機的轉(zhuǎn)輪由于其特有形狀，葉片所受作用力和常規(guī)水輪機葉片受力不同。常規(guī)水輪機的轉(zhuǎn)輪葉片高度大而流線長度小，各個葉片近似固結(jié)于上冠的平板，葉片所承受的作用力主要為水壓力所形成的彎曲應(yīng)力，在飛逸時離心力部分抵消了這部分彎曲應(yīng)力。

但是水泵水輪機特別是高水頭水泵水輪機的葉片較長，同時葉片的包角很大，與上冠和下環(huán)連接處較長，故葉片承受水壓力作用的彎曲力并不大，葉片應(yīng)力主要由離心力形成。正常運行時，葉片上有水力負荷，一部分離心力被抵消，故葉片應(yīng)力最小。作旋轉(zhuǎn)備用時因為葉片上水壓力小，應(yīng)力反而大，甩負荷轉(zhuǎn)速上升時主要是離心力起作用，故應(yīng)力最大。所以在飛逸條件下，離心力的影響特別突出。

由于水泵水輪機轉(zhuǎn)輪葉片與導(dǎo)葉之間的干擾大，造成葉片的動應(yīng)力較常規(guī)機組要大。近年來，有限元方法已廣泛用于轉(zhuǎn)輪應(yīng)力和變形的計算，在轉(zhuǎn)輪設(shè)計時，使葉片應(yīng)力分布均勻不出現(xiàn)過度應(yīng)力集中，并使轉(zhuǎn)輪在水中的固有頻率與激振頻率（水力沖擊頻率）的足夠的間隔，有效避免共振現(xiàn)象的發(fā)生，使轉(zhuǎn)輪的動應(yīng)力降低到材料的疲勞限度以下，以確保轉(zhuǎn)輪在使用壽命內(nèi)周期性變動荷載下不產(chǎn)生任何裂紋、斷裂或有害變形。

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