CN115408777B 涡轮叶片叶根尾缘的特征模拟件设计方法及特征模拟件 （西北工业大学）

涡轮叶片叶根尾缘的特征模拟件设计方法本公开提供了一种涡轮叶片叶根尾缘的特段时通过变截面设计表现叶身的截面平均应力2根据所述第一分析结果统计所述涡轮叶片中叶身的第一特征变化曲根据所述第一分析结果确定所述涡轮叶片中叶根尾缘的危险部位应力应变分布以及根据所述变截面参数构建叶身特征段，并根据所述根据所述第一分析结果对所述几何模型进行调整，并在第二分析结叶片中叶身的第一特征变化曲线，并以所述第一特征变化曲线为设计目标设计变截面参将所述涡轮叶片中叶身沿叶身高度划分为两根据所述第一分析结果统计每个所述区块内的单元平均应力，作为根据所述应力云图在所述叶根尾缘中确定危险部位，并获取所述在所述据所述应力云图上沿所述最大应力的梯度方向根据所述应力梯度路径绘制第二特征变化曲线，所述第二特征根据所述危险部位应力应变分布、所述几何参数，以所述对所述几何模型进行静强度分析获得第二分析结果，并比较所述3在所述第二分析结果与所述第一分析结果不符合所述预置在所述第二分析结果与所述第一分析结果符合所述预置设将所述第一截面沿拉伸方向平行拉伸至第二截面形成第一矩形立方体在所述第二截面上设置第三截面，并将所述第三截面沿所述拉在所述第二矩形立方体的棱边以滚球进行滚球倒圆形成倒将所述第四截面沿所述拉伸方向根据所述变截面将所述第六截面沿所述拉伸方向平行拉伸至第七截面形成第三至5任一所述的涡轮叶片叶根尾缘的特征模拟件设计方法获得，所述涡轮叶片叶根尾缘的所述叶根尾缘特征段用于通过倒角结构模拟涡轮叶片中叶根尾缘处倒角位置的应力所述叶身特征段用于通过变截面模拟涡轮叶片中叶身的截面平均应力随叶身高度的4[0006]本公开的目的在于提供一种涡轮叶片叶根尾缘的特征模拟件设计方法及特征模[0008]根据本公开的第一个方面，提供一种涡轮叶片叶根尾缘5特征段用于通过变截面模拟涡轮叶片中叶身的截面平均应力随6尾缘的特征模拟件设计方法得到。[0019]图2示出了本公开实施例提供的涡轮叶片叶根尾缘的特征模拟件设计方法的步骤[0030]图13示出了本公开实施例提供的涡轮叶片叶根尾缘的特征模拟件的几何模型结7[0038]所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例[0042]针对图1所示的涡轮叶片，现有的叶根尾缘模拟件设计通常限制于涡轮叶片的几8[0044]图2示出了本公开实施例提供的涡轮叶片叶根尾缘的特征模拟件设计方法的步骤[0051]步骤230、根据第一分析结果确定涡轮叶片中叶根尾缘的危险部位应力应变分布9该涡轮叶片叶根尾缘的特征模拟件中的倒角结构能够对有效模拟叶根倒角处的几何特征[0055]步骤240、根据变截面参数构建叶身特征段，并根据倒角参数构建叶根尾缘特征随变截面高度方向上的变化率，以第一特征变化曲线为设计目标对变截面参数进行设计，以使变截面宽度随变截面高度的变化率能够反映第一特征变化曲线中截面平均应力随叶[0069]图4示出了本公开实施例提供的叶身沿叶身高度的区块划块对应的叶身高度为横轴，以及区块对应的截面平均应力为纵轴绘制第一特征变化曲线，所示的应力梯度路径的路径长度为横轴，以及路径长度对应应力的数值为纵轴绘制第二特叶身特征段1020在箭头所示的方向上变截面应力递减，以模拟该离心力应力递减的状态。从而确定叶身特征段的基本形式为变截面宽度随变截面长度[0088]图11示出了本公开实施例提供的叶根尾缘特征段基本形式几何特征1112和叶身几何特征1113，确定最大等效应力处基本形式1121、缘板基本形式[0089]图12示出了本公开实施例提供的构建几何模型的步骤流程[0094]图13示出了本公开实施例提供的涡轮叶片叶根尾缘的特征模拟件的几何模型结尾缘特征段与叶身特征段相接处的截面，将第三截面拉伸至第四截面形成第二矩形立方四截面1340形成第二矩形立方体，在第二矩形立方体上沿四条棱边以直径为2毫米的滚球过渡倒圆草图将第五截面拉伸至第六截面形[0111]其中，第二夹持端的构建过程可对应参照前述步骤1220中第一夹持端的构建过[0115]其中，对几何模型进行静强度分析可以参照前述步骤210中对涡轮叶片静强度分[0117]图15示出了本公开实施例提供的几何模型沿叶身特征段[0119]图17示出了本公开实施例提供的叶根尾缘特征段等效(Miese)应力云图，如图17中叶根尾缘的危险部位应力应变分布以及应力梯度路径，以根据该危险部位应力应变分[0128]本公开实施例还提供了的一种涡轮叶片叶根尾缘的特征模拟件设计的结构示意分布特征；该叶身特征段c用于通过变截面模拟涡轮叶片中叶身的截面平均应力随叶身高[0130]在本公开的一实施例中，该涡轮叶片叶根尾缘的特征模拟件通过前述图2至图19所示的涡轮叶片叶根尾缘的特征模拟件设计方法得[0132]此外，上述附图仅是根据本公开示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的