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离心泵作为一种常见的流体机械装置,在工业、农业等生产生活领域中应用广泛。冲压焊接离心泵采用冲压焊接技术制造,因为具有优良的水力性能,制造过程省时省材、易实现机械自动化生产等优势,成为传统铸造离心泵的替代产品。但在冲压焊接离心泵水力设计和制造工艺方面,我国与国外还有明显差距。因此本课题从水力设计、结构优化以及冲压制造方面,对冲压焊接离心泵进行系统的研究与分析。以TD100-24Y型铸造管道循环离心泵为研究对象,建立了离心泵水力模型。采用有限元软件模拟了离心泵内部流场,并获得了性能曲线。以此为基础对冲压焊接离心泵进行了水力设计。具体研究结果如下:对原铸造离心泵水力模型进行数值模拟。模拟结果与实际水力性能结果吻合度较好,扬程与效率误差在5%以下。对冲压焊接离心泵进行水力设计,并建立水力模型。为了提高冲压焊接离心泵的效率,对叶轮结构进行了优化。研究了叶轮中出口角、出口直径、出口宽度及叶片数对于离心泵扬程和效率的影响规律。结果表明:适当增大出口角、出口宽度,减小出口直径可以提高离心泵效率;叶轮最佳设计参数为出口角27°、出口直径287mm、出口宽度13mm、叶片数为5;优化后的冲焊离心泵在设计工况90m3/h下,扬程达到23.9m,效率达到70.9%,效率较优化前提高3.2%。为了研究冲压焊接泵叶轮在水压下运转的强度与振动特性,进行了叶轮结构强度分析与模态分析。研究发现:无水压时,最大等效应力为5.85MPa,最大变形量为3.67×10-3mm。有水压时,最大等效应力为152.64MPa,最大变形量为0.14mm。叶轮变形受水压影响较大,最大等效应力小于材料许用应力205MPa,不发生塑性变形。叶轮固有频率远大于旋转频率24Hz,不发生共振。设计了冲焊离心泵叶片的冲压模具及冲压工艺。模拟叶片的冲压成形过程,最大减薄率为0.016,表明板材成形良好。对冲焊泵进行水力试验,试验结果表明:相同流量条件下,数值模拟得到的效率与实际试验效率误差在2%以下。数值模拟与试验验证相结合的方案可以缩短冲压焊接离心泵设计周期,降低成本,从而加快离心泵研究进程。