[发明专利]一种无螺栓结构涡轮盘挡板的破裂转速仿真分析方法

权利要求书

1.一种无螺栓结构涡轮盘挡板的破裂转速仿真分析方法，其特征在于 包括以下步骤：

建立能够准确反应整体叶盘结构形式的二维截面模型；

设置弹性材料模型；

根据模型特征创建轴对称单元及平面应力单元；

设置边界条件及载荷；

计算求解决器参数；

判断计算求解过程是否收敛；

如果求解过程收敛，则后处理输出应力计算结果；

根据破裂准则计算出挡板破裂转速。

2.按权利要求1所述的无螺栓结构涡轮盘挡板的破裂转速仿真分析方 法，其特征在于：如果求解过程不收敛，则返回计算求解决器参数步骤。

3.按权利要求1所述的无螺栓结构涡轮盘挡板的破裂转速仿真分析方 法，其特征在于建立能够准确反应整体叶盘结构形式的二维截面模型为：

首先在二维或三维CAD软件中建立挡板的二维或三维模型，然后将模 型导入有限元分析软件创建特征截面，并分割出非轴对称的特征截面。

4.按权利要求1所述的无螺栓结构涡轮盘挡板的破裂转速仿真分析方 法，其特征在于设置弹性材料模型即为设置弹塑性材料模型属性，包括材 料密度、线膨胀系数、泊松比、弹性模量以及材料进入塑性区的应力应变 关系。

5.按权利要求1所述的无螺栓结构涡轮盘挡板的破裂转速仿真分析方 法，其特征在于根据模型特征创建轴对称单元及平面应力单元为：

在轴对称截面上划分轴对称单元，在非回转特征截面上划分带厚度的 平面应力单元，单元厚度通过实常数指定。

6.按权利要求1所述的无螺栓结构涡轮盘挡板的破裂转速仿真分析方 法，其特征在于设置边界条件及载荷为：

根据挡板不同工作状态，设置温度场、旋转角转速、装配反作用力及 约束边界条件。

7.按权利要求1所述的无螺栓结构涡轮盘挡板的破裂转速仿真分析方 法，其特征在于计算求解决器参数为：

检查模型边界条件是否准确，通过设置合适的时间步长、迭代次数以 及收敛准则等，逐步消除计算误差，实现计算求解的收敛。

8.按权利要求1所述的无螺栓结构涡轮盘挡板的破裂转速仿真分析方 法，其特征在于后处理输出计算结果为：

在后处理器中输出单元应力及单元面积计算结果，导出后可用于计算 截面平均应力。

9.按权利要求1所述的无螺栓结构涡轮盘挡板的破裂转速仿真分析方 法，其特征在于根据破裂准则计算挡板破裂转速为：

应用平均应力法计算无螺栓结构挡板的周向破裂转速：

np=nmaxξσbσ‾τmax---(1)]]>

其中，ξ为材料利用系数，n_max为轮盘最大物理转速，

σ_b为材料的拉伸强度极限，为在轮盘最大物理转速下的平均周 向应力。

10.按权利要求9所述的无螺栓结构涡轮盘挡板的破裂转速仿真分析 方法，其特征在于轮盘子午截面上平均周向应力按以下公式计算：

σ‾τ=∫A1Amστ·dA∫A1AmdA---(2)]]>

其中，A1～Am为各单元面积，στ为相应各单元的周向应力。

利用以上参数完成无螺栓结构涡轮盘挡板的破裂转速仿真计算。