气动设计到目前为止，人们已经对半开式叶轮中的流动现象进行了一些实验研究及理论预测，随着计算流体力学的发展，一些研究工作者尝试用N-S方程计算半开式叶轮间隙及叶轮中的流动。但从总体上讲，采用理论计算方法目前虽已取得了较大进展，但实际使用仍有许多困难存在。特别是在通风机中，应用半开式叶轮的情况少之又少，在许多风机专著中，半开式叶轮只是作为一种结构形式简单的表述，没有设计理论的推导；在国内的学术刊物上也鲜有类似文章发表，更无定型产品可以参考，这给该风机的气动设计带来了很大的难题。该风机是系统中的关键设备，可靠性放在首位，而效率放到了次要位置，为避免阻塞或流道中出现积灰现象，叶轮选用型线*为简洁的径向直叶片。

　　通过计算机编程计算，根据风机特点给出约束条件，得出了*初的叶轮结构参数，但由于缺乏半开叶轮的理论研究和试验总结，仍不能保证其结果的正确性。所设计的风机经过了样机试验-修改-再制造产品的过程，*终确定叶轮的主要结构参数为：叶轮直径D2=1062mm；径向直叶片，进出口安装角B1A，B2A均为90b；叶片等高度b2=b1；叶片数8个。4叶轮结构的修正及强度校核风机叶轮旋转时产生离心力，在该力作用下使轮盘截面产生拉伸应力。一般来说，如*大拉伸应力超过材料的许用值[R]，则轮盘有被拉断的危险。为保证叶轮工作安全可靠，应校核其安全程度，即计算出轮盘危险截面处的拉伸应力Rmax，使其满足：Rmax=RsK[[R]式中Rs材料的屈服应力K,安全系数常规校核叶轮强度时，安全系数取得较大，一般K2.该风机叶轮所用材料0Cr19Ni9（304SS），其屈服强度205MPa，抗拉强度540MPa，D540%.411叶轮结构的修正风机转速为3400r/min，叶轮线速度高达189m/s，材料强度几近极限，其强度校核是除气动设计外的又一个关键点。对半开式叶轮，其应力主要是由离心力引起，为减小离心力，必须减轻叶轮的质量，特别是叶轮外圆的质量。为此、在不影响叶轮刚性的前提下，将两叶片间的后盘外缘去掉一部分，做成星形叶轮。同时在叶轮的背部和叶片对称的位置焊有高6mm的加强筋，以提高叶轮强度。强度计算构建了在工作载荷状态下的三维实体有限元力学模型，并使用ANSYS516进行计算。

　　初始条件

　　（1）单元类型：ANSYS程序中的8节点三维实体元和退化的五面体元，大约有212万个单元，22流体机械，217万个节点，使用1/8叶轮的力学模型。

　　（2）位移边界：叶轮0b、45b环向截面为Hy=0的周期性对称边界条件；风机叶轮回转轴中心线上为Ux=Uy=Uz=0的固接位移边界条件。

　　（3）受力边界：风机叶轮结构只考虑n=3400r/min的离心载荷作用，忽略结构自重等其它载荷。41212位移计算结果；轴向位移*大值Dxmax=01673mm，径向位移*大值Dymax=01205mm，环向位移*大值Dzmax=01029mm，综合位移*大值Dmax=01704mm。

　　应力计算结果*大**主应力值R1max=29413MPa，*大第四强度值Rxd4max=24418MPa。叶轮在转速为3400r/min时的离心载荷作用下，其应力集中部位的*大**主应力值R1max和*大第四强度值Rxd4max，皆略大于叶轮材料304SS的R012值，而远小于材料的Rb值。虽然按传统的对叶轮强度的要求（K2），安全系数K无法满足，但由于三维实体有限元计算真实反映了叶轮工作时的特性，准确度高；加之，304SS的材料特性比较软，韧性好，而超过R012的*大应力值只出现在叶片根部与轮毂结合处的很小的范围内，远小于材料的断裂强度值。我们认为在此条件下，严格控制加工质量，风机叶轮的结构强度是安全的，可以使用。这一点已被实践所证明。