[发明专利]1000MW超临界汽轮机转子轮槽面温度场重构的方法

权利要求书

1.一种1000MW超临界汽轮机转子轮槽面温度场重构的方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，分别取枞树型铣刀轮廓形线上轮槽根部、中部和顶部的若干离散点作为检测点，采用等效切削速度、等效切削厚度和等效每齿进给量的原则，得到使用标准整体式圆柱立铣刀进行标准切削实验的等效切削速度、等效切削厚度及等效进给速度；

第二步，采用微元法建模方法，以第一步得到的等效切削速度、等效切削厚度以及等效进给速度作为边界条件建立轮槽型面上各检测点的等效二维正交切削模型，确定等效二维正交切削模型中的工件材料、刀具与工件材料的摩擦系数、网格划分、载荷施加量、铣刀几何角度、切削刃钝圆半径和涂层，进而得到各检测点的有限元模拟的切削温度；

第三步，采用与等效二维正交切削模型中的刀具相同的铣刀几何角度、切削刃钝圆半径和涂层的标准圆柱螺旋铣刀，在等效切削速度、等效切削厚度以及等效进给速度下进行标准切削实验，实验过程中采用半人工热电偶法测量刀具-工件接触区域的温度，以实验测量所得的温度对等效二维正交切削有限元模型进行修正，得到修正后的仿真模型；

第四步，利用修正后的仿真模型对叶根轮槽型面上除检测点外的其他离散点进行仿真，得到每个离散点的温度场分布，从而拟合得到整个叶根轮槽型面的温度场分布。

2.根据权利要求1所述的1000MW超临界汽轮机转子轮槽面温度场重构的方法，其特征是，所述的等效切削速度，是：

其中：

n_圆是等效切削速度对应的等效转速，n_枞是枞树型铣刀转速，d_枞是枞树型铣刀直径，d_圆是圆柱铣刀直径，v是刀具轮廓取样点线速度。

3.根据权利要求1所述的1000MW超临界汽轮机转子轮槽面温度场重构的方法，其特征是，所述的等效切削厚度，是：

a_c＝f_z·sinθ，

其中：

a_c是等效切削厚度，f_z是每齿进给量，θ是枞树型铣刀接触角度，a_e枞是枞树型铣刀侧吃刀量，d_圆是圆柱铣刀直径。

4.根据权利要求1或2所述的1000MW超临界汽轮机转子轮槽面温度场重构的方法，其特征是，所述的等效进给速度，是：

v_f＝f_z·z·n_圆/60，

其中：v_f是等效进给速度，f_z为每齿进给量，z为标准圆柱铣刀的齿数，n_圆为等效切削速度对应的等效转速。

5.根据权利要求1所述的1000MW超临界汽轮机转子轮槽面温度场重构的方法，其特征是，所述的工件材料采用Johnson-Cook本构模型模拟得到。

6.根据权利要求1所述的1000MW超临界汽轮机转子轮槽面温度场重构的方法，其特征是，所述的刀具与工件材料的摩擦力是采用库伦摩擦定律进行模拟得到的。

7.根据权利要求1所述的1000MW超临界汽轮机转子轮槽面温度场重构的方法，其特征是，所述的网格划分是：刀-屑接触区域网格为欧拉区域，其他区域为拉格朗日区域。

8.根据权利要求1所述的1000MW超临界汽轮机转子轮槽面温度场重构的方法，其特征是，所述的修正是通过调整等效二维正交切削模型中的工件材料、刀具与工件材料的摩擦力、网格划分和载荷施加量使得有限元模拟的温度和实验测量的温度的差值小于阈值T。