[发明专利]用于涡轮机结构的设备的基于设计的规范的建立

说明书

本发明涉及一种用于为待安装在诸如壳体之类的涡轮机结构上的设备建立基于设计的规范的方法，所述方法包括以下步骤：‑选择(S8)在结构上可能发生的事件，比如涡轮机转子元件的丢失；‑借助具有至少一个固有频率(f₀)和至少一个阻尼率(ξ)的机械振荡器在附连点处模拟(S14)设备在结构上的存在；‑根据至少两个值改变固有频率和/或阻尼率；‑响应于固有频率和阻尼率的每个值的事件，确定(S18)机械振荡器的基于设计的加速度；‑递送(S20)包括基于设计的加速度以及相应的固有频率和阻尼率值的规范。

技术领域

本公开涉及设备定尺寸(dimensionnement)的一般领域，并且更具体地涉及一种为旨在安装在涡轮机结构上的设备建立定尺寸规范的方法。本公开还涉及用于涡轮机的设备的定尺寸和制造的方法。

背景技术

在涡轮机的开发期间，例如在航空领域中，涡轮机的结构设计和旨在安装在这些结构上的设备的设计通常由不同的团队来执行。负责诸如机舱或涡轮机壳体之类结构的整体动力学的团队为负责设备定尺寸的团队提供称为定尺寸规范的规范，该规范定义了设备必须承受的力或位移。因此，假定定尺寸规范代表了涡轮机操作期间设备将要经受的条件。

传统上，在说明书中至少考虑了可能在涡轮机中发生的最严重事件。对于每种事件，规范都包括结构的在旨在附连设备的点处的最大加速度的静态等效值。负责为设备定尺寸的团队(也称为设备制造者)，可以然后将此等效加速度应用于其设备并为后者定尺寸，以优化其稳定性。

然而，这种方法是来自诸如加速度之类的动态数据的静态计算。因此，该方法在定尺寸上产生了很大的余量，不代表真实的物理现象，并且既未考虑结构与设备之间的联接，也未考虑事件的不同可能阶段。为了能够尽可能精确地定设备的尺寸并减少其质量，因此需要一种新型的方法来建立规范。

发明内容

为此，本公开涉及一种用于为旨在安装在诸如壳体之类的涡轮机结构上的设备建立定尺寸规范的方法，该方法包括以下步骤：

-选择在结构上可能发生的事件，比如涡轮机转子元件的丢失；

-借助具有至少一个固有频率和至少一个阻尼率的机械振荡器在附连点处模拟设备在结构上的存在；

-根据至少两个值改变固有频率和/或阻尼率；

-响应于固有频率和阻尼率的每个所述值的事件，确定机械振荡器的定尺寸加速度；

-递送包括定尺寸加速度以及相应的固有频率和阻尼率值的规范。

该结构可以全部或部分地是机舱、壳体等。转子元件可以是叶片，特别是风扇或涡轮叶片。附连点是设备旨在附连到的结构的点。

可能在结构上发生的事件意味着可能在涡轮机上发生的瞬态事件，并且其直接或间接后果将影响该结构，例如在机械层面上。

本方法不仅包括简单地确定结构中的一点处的最大加速度，还包括模拟步骤，其中，以机械振荡器的形式考虑设备的存在，该机械振荡器具有至少一个固有频率和至少一个阻尼率。阻尼率可以为零或非零。例如，机械振荡器可以是阻尼谐波振荡器。例如，机械振荡器可以是具有一个自由度的阻尼的质量弹簧系统。

应当理解，该规范针对同一附连点包括多个定尺寸加速度：如果仅考虑一个固有频率值，则该规范包括针对至少两个阻尼率值的定尺寸加速度，反之亦然。

通过针对固有频率和/或阻尼率的至少两个值响应于事件来确定用于机械振荡器的定尺寸加速度，本方法允许考虑模型化为振荡器的设备的动态响应以及设备与结构之间的联接，而不会显著增加所需的计算时间。一旦建立了这样的规范，设备制造商将在每个附连点处不再具有单个加速度值，而是具有多个定尺寸加速度，这取决于固有频率和/或阻尼率。设备制造商因此可以设计设备并修改其固有频率和/或阻尼率，以便最小化施加到其上的负载，因此优化设备的质量。