在新产品设计或改型设计时，设计人员会提出结构的各种设计方案，而通常产品很复杂，无法通过简单的公式来推算，也无很多经验可借鉴，新的结构是否合理，设计人员无法准确把握，只有等到试制试用后才可确定。若设计不合理，需重新设计，重新试验，导致设计周期与设计成本的增加。因此，产品的改型成本较高，风险极大，也使得设计人员不愿过多的进行创造性设计，导致产品创新困难。

图1 立式斜流泵结构简图

利用有限元分析可帮助设计人员科学的、准确的评估产品的性能与经济性。泵结构分析包含许多方面的内容，如关键零部件的的强度与结构优化，转轴的振动特性，产品在交变载荷下的动态分析与疲劳寿命等。具体分析方案如下：

（1）叶轮结构强度分析
叶轮是泵的核心部件，叶轮叶形厚度决定叶片的断面收缩系数与泵的流通面积，从而影响泵的流量和扬程。在满足强度要求下，叶片叶形厚度越薄越好。利用CFD计算得到叶轮表面的压力分布情况，传输到FEA软件中进行结构强度分析，通过流固耦合分析，合理的确定叶片形状与厚度，优化叶轮的性能。

（2）转轴及轴承强度刚度分析
泵工作时，转轴受扭矩及弯矩共同作用，了解转轴的强度与变形情况，可合理确定转轴各处的轴径、轴长及轴承大小，使其满足强度、刚度要求。

（3）承压部件结构分析与优化
承压部件的结构强度分析是任何产品都需关注的问题。通过对泵承压部件如电机支座、泵体支撑板、垫板等零件的应力及变形情况分析，了解结构的强度与刚度，优化零部件的结构，合理减重。具体分析举例见后：节3电机支座的结构分析与优化。

（4）螺栓强度校核
机械结构中有大量的螺栓、螺钉连接，泵各部分通过法兰螺栓连接，对法兰螺栓及壳体与底板间的地脚螺栓进行校核，可确定螺栓的规格与数目。具体分析举例见后：节4 螺栓强度校核。