蜗壳是离心泵的核心部件之一,其结构好坏会直接影响到水泵整机性能的高低。因此,对高速离心泵蜗壳进行动态特性分析及其结构优化设计对提高泵的性能具有十分重要的意义。本文以Q5H26高速离心泵的蜗壳为研究对象,在有限元方法理论、结构动力学理论和优化设计理论的基础上,对蜗壳结构进行动态特性分析和优化设计。首先根据设计要求对蜗壳结构进行相关设计计算,其次,使用Solid Works对蜗壳三维模型进行绘制。紧接着,在有限元分析理论和模态分析理论的指导下,使用ANSYS Workbench软件对蜗壳进行模态分析,得到蜗壳前六阶模态频率和振型,蜗壳的一阶频率为2678.4Hz。然后,分析过流断面设计参数对离心泵性能影响,得出扩散管长度和隔舌半径对蜗壳水力特性影响较小,选择扩散管长度和隔舌圆角半径设计参数,再结合蜗壳其他结构设计参数,依据灵敏度分析理论基础,对蜗壳的一阶模态频率进行灵敏度分析,比较计算出的各设计变量灵敏度大小,得出灵敏度最大的为扩散管长度,其次为两底座间距,选择二者的设计参数作为优化设计变量。最后,结合优化设计方法理论,建立蜗壳优化模型,以蜗壳的一阶模态频率为优化目标,使用响应面优化方法对蜗壳进行优化设计,通过比较优化系统给出的三个推荐点,选择最优的一个推荐点作为最终设计方案,最优设计方案参数为:扩散管长度为46.503mm,两底座间距为21.132mm,频率为2731.5Hz。优化后的蜗壳模型,在保证质量增加不多及满足设计要求的情况下,使蜗壳的一阶模态频率提高53.1Hz,优化了蜗壳的动态性能。本文对离心泵蜗壳的优化研究,为蜗壳的动态特性分析研究和优化设计研究提供了理论依据,对离心泵蜗壳的设计优化提供一定的参考意义。