旋转机械叶片的离心力有限元分析
工业设备中有大量的旋转机械，如风机，压缩机，离心机，汽轮机等设备，由于比较的高的旋转速度，其旋转产生的离心力对结构的作用就无法忽略。在对旋转机械来进行有限元分析时，因旋转而产生的惯性载荷离心力对其本体的静，动态特性有着非常的大影响。下面就离心力如何在WELSIM中实现做一个说明。
1. 实物
离心式旋转机械的叶片，这是一个加工打磨好的离心式旋转机械叶片，叶片是焊接在圆盘上的，已经打磨完毕。中间的通孔用于转轴的链接的。一般用于连接驱动机构，如电机或汽轮机等。
2. 几何模型
我们在CAD软件中建立一个类似的结构，并将STEP格式的模型导入WELSIM中，得到如下模型
3. 网格划分
这里我们使用的是tet10的单元，全自动网格划分，共生成12546个节点，6223个四面体单元。
4. 边界条件与载荷
WELSIM提供了常用的边界条件，同时也提供了用于体现离心力的角速度体力。
给结构施加转动速度，本质上就是施加了离心力，即
F = mrw^2
由该公式可知，我们输入的转动速度，是公示中的w，该公式中的r是模型中的任意一点到转轴的距离，因此要定义转动速度载荷，必须要确定转轴位置。
这里设置角速度的大小为100 rad/s，以风机轴为中心转轴位置。
固定一下风机叶片转轴
5. 结果及评定
离心旋转叶片的有限元分析结果如下图所示。综合变形的最大值为1.880e-6，可见在目前的转速，材料和设计下，结构的变形是非常小的。
Von-Mises应力分布，最大值为3.140e6，大小也是在钢材的许用应力以内的。可以看到应力集中位置在叶片与转盘的焊接头尾部位。所以在设计和加工阶段，可以适当优化这些部位。
注：本算例仅作为软件演示用，不作为实际工程分析参考。旋转速度（Rotational Velocity）是WELSIM v1.7中引入的新功能。WELSIM是一款由中国人研发的大型通用有限元软件。
