材料为06Cr19Ni10，轴的材料为14Cr17Ni2，在Engineering Data 中输入材料的密度、弹性模量、泊松比，程序自动划分网格如图2。
对磁力自吸泵转子系统进行网格划分时轴上设置比其他处大的网格精度，这样可以得出更多的节点应力值，使结果更加精确而又节省时间，系统对转子系统自动进行网格划分[6]。将转子系统的实体模形变为有限元模形，为后续加载与求解做准备。
2.2 转子加载和求解
在这个步骤中，我们进入SOLUTION处理器来完成求解类型定义，分析选项设置，施加载荷，载荷选项设置，并最终求解的流程。加载和求解的步骤又细分为：定义分析类型和设置分析选项、施加载荷、设置载荷选项、求解[7]。再通过后处理过程可以得到转子各阶固有频率及振形的仿真结果。
2.3 结果后处理
在加载和求解这一步完成后，需要查看计算结果，此时要用后处理器来完成这项工作，观察和分析有限元的计算结果。可以在后处理器中显示各阶固有频率和振形，得到各阶固有频率如表1所示。
由表1可以看出，最低固有频率为1312.4Hz。根据实际工作情况，电机转速为每分钟2950转，频率为49Hz，由于叶轮有5个叶片，故外部激励频率大约是电机频率的5倍，大约为245 Hz。最低阶固有频率远高于工作环境激振频率，不会发生共振现象。
3 转子系统谐响应分析
3.1 谐响应分析定义
一个持续的周期载荷必将对结构产生持续循环的相应，在动力学中通常称为谐响应分析。即分析一个线性系统的稳态动力学行为[8]。
3.2 转子系统谐响应分析
根据图3、图4所示，分别在叶轮转子系统中的叶轮与内磁钢上进行激励，得到如下两个振动位移响应-频率曲线图。在图3中可以看出，在变形较大的叶轮上一点沿Y轴的旋转方向的1500～2000Hz，4000～4500Hz范围内值较大，所以与模态分析所提的二阶、八阶、九阶固有频率数据一致。在图14中可以看出，在变形较大的内磁钢上一点沿Y轴的旋转方向的3000～3500Hz范围内值较大，与模态分析所提的七阶固有频率数据一致。在出现峰值情况下的转速远高于叶轮转子系统的转速，故不会出现振动稳定性问题。
4 结论
（1）利用Ansys对叶轮转子进行模态分析，得到了叶轮转子前十阶固有频率和相关振形，同时进行谐响应分析，得到振动位移响应-曲线图，进行多模态验证。证明了设计的合理性。
（2）根据仿真数据得知，叶轮转子的各阶固有频率中，最低固有频率为1312.4Hz。根据实际工作情况，电机转速为每分钟2950转，频率为49Hz，由于叶轮有5个叶片，故外部激励频率大约是电机频率的5倍，大约为245 Hz。最低阶固有频率远高于工作环境激振频率，不会发生共振现象。确保了自吸泵工作时的安全性。
（3）实践证明本文运用的计算分析方法是可行的，为今后的自吸泵的优化设计提供了一个有效的设计方法。
参考文献：
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作者简介：吕洪燕（1986—），女，辽宁大连人，硕士，研究方向：机械设计及理论、气动技术。