[发明专利]一种涡轮气冷叶片二维温度、强度的快速评估方法

权利要求书

1.一种涡轮气冷叶片二维温度、强度的快速评估方法，其特征在于，包括：

步骤一：获取涡轮气冷叶片的二维截面；

步骤二：构建所述二维截面的有限元模型，并将所述有限元模型进行网格划分，获取网格的节点数据；

步骤三：获取所述涡轮气冷叶片的材料参数以及温度场计算边界条件，计算所述网格的各个节点的温度值，得到所述涡轮气冷叶片的温度场；

步骤四：将所述涡轮气冷叶片的温度场等效为热荷载，并将所述热载荷以及预置的压力载荷同时施加在所述有限元模型上，计算所述网格的各个节点的位移值以及应力值，得到所述涡轮气冷叶片的位移场以及应力场；

其中，温度场、位移场以及应力场计算中均采用同一套网格。

2.根据权利要求1所述的涡轮气冷叶片二维温度、强度的快速评估方法，其特征在于，步骤二中，所述构建所述二维截面的有限元模型包括：

S201、将所述叶片截面分为外型面以及内型面，在所述外型面上选取外型线，在所述内型面上选取内型线；

S202、在外型线以及内型线上选取节点，并将各个节点按照顺时针或逆时针顺序进行排序；

S203、根据各个节点绘制成封闭的有限元模型。

3.根据权利要求2所述的涡轮气冷叶片二维温度、强度的快速评估方法，其特征在于，S201中，所述在所述外型面上选取外型线，在所述内型面上选取内型线时，满足以下原则：

外型线线段不可自交；

内型线线段不可自交；

内型线不允许超出外型线范围。

4.根据权利要求3所述的涡轮气冷叶片二维温度、强度的快速评估方法，其特征在于，S202中，所述在外型线以及内型线上选取节点时，如果相邻两个节点的距离超过预置的最大分段长度限制，则根据最大分段长度限制进行线性插值，使选取的节点满足限制条件。

5.根据权利要求4所述的涡轮气冷叶片二维温度、强度的快速评估方法，其特征在于，S203中，所述根据各个节点绘制成封闭的有限元模型包括：

将内型线节点分为封闭图形节点以及非封闭图形节点；

将所述封闭图形节点连接成多个封闭图形；

将内型线节点的非封闭图形节点与外型线节点连接成一个封闭图形。

6.根据权利要求2所述的涡轮气冷叶片二维温度、强度的快速评估方法，其特征在于，步骤二中，所述将所述有限元模型进行网格划分，获取网格的节点数据包括：

S204、判断所述内型线节点以及所述外型线节点是否需要加密或删减，若是，则通过以下方式之一进行加密或删减；

预定倍数加密或删减：若选择加密或删减N倍，则在选定区域的相邻两个节点之间采用线性插值的方式增加或删除N个节点；

预定间距加密或删减：若选择控制节点间距L，则在选定区域增加或删除节点使得相邻两个节点的间距为L；

S205、基于加密或删减后的型线节点对所述有限元模型进行网格划分，生成多个网格单元；

S206、获取每个网格单元的节点数据。

7.根据权利要求6所述的涡轮气冷叶片二维温度、强度的快速评估方法，其特征在于，

在S204中，将所述网格加密1倍，则在相邻两个节点之间采用线性插值的方式增加1个节点；

在S205中，采用基于Watson算法的快速插入形心的Delaunay逐点插入算法将所述有限元模型进行网格划分，生成多个3节点的三角形网格单元，并将3节点的三角形网格单元转化为6节点的三角形网格单元；

在S206中，获取每个6节点的三角形网格单元的节点数据。