[发明专利]预防涡轮裂纹萌生的方法在审

专利信息
申请号: 202110670159.4 申请日: 2021-06-17
公开(公告)号: CN113378315A 公开(公告)日: 2021-09-10
发明(设计)人: 靳普 申请(专利权)人: 永旭腾风新能源动力科技(北京)有限公司
主分类号: G06F30/17 分类号: G06F30/17;G06F30/23;G06F119/14
代理公司: 北京嘉途睿知识产权代理事务所(普通合伙) 11793 代理人: 李鹏
地址: 100176 北京市大兴区北京经济*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 预防 涡轮 裂纹 萌生 方法
【权利要求书】:

1.一种预防涡轮裂纹萌生的方法,其特征在于,包括:

基于涡轮的分析模型模拟计算单扇区涡轮的应力分布;

基于所述应力分布的结果,在确定涡轮结构的应力超过了最大许用应力的情况下,对涡轮的分析模型进行结构优化以降低局部应力;

判断所述结构优化的合理性;

响应于确定所述结构优化合理,基于所述结构优化确定的样条曲线对所述涡轮进行结构优化。

2.根据权利要求1所述的预防涡轮裂纹萌生的方法,其特征在于,所述计算单扇区涡轮的应力分布,包括:采用有限元方法计算所述单扇区涡轮的应力分布。

3.根据权利要求2所述的预防涡轮裂纹萌生的方法,其特征在于,所述采用有限元方法计算单扇区涡轮的应力分布,包括:

S1、设定应力分布计算条件;

S2、划分网格;

S3、建立有限元模型,并进行网格收敛性判断;

S4、在确定所述有限元模型计算结果通过网格收敛性检验情况下,执行应力分析。

4.根据权利要求3所述的预防涡轮裂纹萌生的方法,其特征在于,所述设定应力分布计算条件,包括:以离心力为主要载荷,边界条件设置为孔边周向约束与轴向约束,同时设置循环对称条件。

5.根据权利要求3所述的预防涡轮裂纹萌生的方法,其特征在于,所述划分网格,包括:叶片与轮盘单独划分网格,均采用六面体单元,并在接触面绑定以限制相对位移。

6.根据权利要求3所述的预防涡轮裂纹萌生的方法,其特征在于,所述建立有限元模型,并进行网格收敛性判断,包括:建立五个具有不同单元尺寸的有限元模型,并选取最大Mises、径向、周向、轴向和最大主应力进行网格收敛性判断。

7.根据权利要求1所述的预防涡轮裂纹萌生的方法,其特征在于,所述对涡轮进行结构优化,包括:降低涡轮重量。

8.根据权利要求7所述的预防涡轮裂纹萌生的方法,其特征在于,所述降低涡轮重量,包括:基于所述结构优化确定的样条曲线,对涡轮结构进行挖槽、挖孔,其中,槽与孔的几何外形根据所述样条曲线确定。

9.根据权利要求1所述的预防涡轮裂纹萌生的方法,其特征在于,所述判断结构优化的合理性,包括:对优化后的涡轮的分析模型执行应力分布计算,若优化后的涡轮结构的最大应力点已经屈服,且应力仍小于许用应力,则确定结构优化合理或初步确定结构优化合理。

10.根据权利要求9所述的预防涡轮裂纹萌生的方法,其特征在于,所述判断结构优化的合理性,包括:在初步确定结构优化合理后,判断优化后的涡轮分析模型的气动效率合理性,在确定气动效率合理的情况下,确定结构优化合理。

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