CN112131681B - 一种冷热态结构变换方法 - Google Patents
一种冷热态结构变换方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112131681B CN112131681B CN202010968523.0A CN202010968523A CN112131681B CN 112131681 B CN112131681 B CN 112131681B CN 202010968523 A CN202010968523 A CN 202010968523A CN 112131681 B CN112131681 B CN 112131681B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cold
- rotor
- stator
- thermal
- compressor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000011426 transformation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
- G06F30/17—Mechanical parametric or variational design
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/08—Thermal analysis or thermal optimisation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
本申请属于压气机冷热态结构变换技术领域，具体涉及一种冷热态结构变换方法，包括：基于热态条件对结构进行设计，得到热态结构；分析热态结构在冷态条件下的变形量；基于变形量，对热态结构进行变换，得到冷态结构。
Description
技术领域
本申请属于压气机冷热态结构变换技术领域，具体涉及一种冷热态结构变换方法。
背景技术
压气机转静子结构包括多级转子轮盘1、在各级转子轮盘1上设置的转子叶片2、与各级转子轮盘1相间分布的多级静子内环3、在各级静子内环3上设置的静子叶片4、在转子叶片2、静子叶片4外周设置的机匣5，机匣5与静子叶片4叶尖连接、与转子叶片2叶尖间隙配合。
当前，压气机转静子结构多按照工作条件进行设计得到，即按照热态条件进行设计得到，在冷态条件下进行加工制造，该种技术方案存在以下缺陷：
1)、压气机转静子结构按照热态条件进行设计得到，并据此在冷态条件加工制造，由于压气机工作时温度较高，其部件会发生形变，使得压气机转静子结构偏离设计状态；
2)、压气机工作时，转子部件高速运转，相对静子部件，其径向变形量较大，易使压气机流路出现倒台阶，使压气机性能受损。
鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。
需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本申请的目的是提供一种冷热态结构变换方法，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
本申请的技术方案是：
一种冷热态结构变换方法，包括：
基于热态条件对结构进行设计，得到热态结构；
分析热态结构在冷态条件下的变形量；
基于变形量，对热态结构进行变换，得到冷态结构。
根据本申请的至少一个实施例，上述的冷热态结构变换方法中，所述结构为压气机转静子结构。
根据本申请的至少一个实施例，上述的冷热态结构变换方法中，所述基于热态条件对结构进行设计，得到热态结构，具体为：
基于热态条件对压气机转静子结构进行设计，得到压气机转静子热态结构。
根据本申请的至少一个实施例，上述的冷热态结构变换方法中，所述分析热态结构在冷态条件下的变形量，具体为：
分析压气机转静子热态结构中各级转子轮盘前缘点位置，在冷态条件下的径向变形量。
根据本申请的至少一个实施例，上述的冷热态结构变换方法中，所述基于变形量，对热态结构进行变换，得到冷态结构，具体为：
基于各级转子轮盘前缘点位置径向变形量，对压气机转静子热态结构中各级转子轮盘外缘位置进行偏移，得到压气机转静子冷态结构。
根据本申请的至少一个实施例，上述的冷热态结构变换方法中，基于各级转子轮盘前缘点位置径向变形量，对压气机转静子热态结构中各级转子轮盘外缘位置进行偏移，得到压气机转静子冷态结构，具体为：
将压气机转静子热态结构中每级转子轮盘外缘位置偏移其径向变形量，得到压气机转静子冷态结构。
根据本申请的至少一个实施例，上述的冷热态结构变换方法中，还包括：
对压气机转静子冷态结构中，各级静子内环前缘点位置进行修正。
根据本申请的至少一个实施例，上述的冷热态结构变换方法中，所述对压气机转静子冷态结构中，各级静子内环前缘点位置进行修正，具体为：
在压气机转静子冷态结构，修正每级静子内环前缘点位置高于其前级转子轮盘后缘点位置设定值。
根据本申请的至少一个实施例，上述的冷热态结构变换方法中，所述设定值不超过0.2mm。
根据本申请的至少一个实施例，上述的冷热态结构变换方法中，所述分析热态结构在冷态条件下的变形量，具体为：
通过模拟分析热态结构在冷态条件下的变形量；或者，
通过试验分析热态结构在冷态条件下的变形量。
附图说明
图1是本申请实施例提供的压气机转静子结构的示意图；
图2是本申请实施例提供的冷热态结构变换方法的流程图；
图3是本申请实施例提供的压气机转静子结构冷热态结构变换方法的过程示意图；
其中：
1-转子轮盘；2-转子叶片；3-静子内环；4-静子叶片；5-机匣；
A-转子轮盘前缘点；
B-转子轮盘后缘点；
C-静子内环前缘点；
H-热态结构中转子轮盘前缘点位置，在冷态条件下的径向变形量。
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；此外，附图用于示例性说明，其中描述位置关系的用语仅限于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
为使本申请的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本申请的部分实施例，其仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。
此外，除非另有定义，本申请描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本申请描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本申请描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本申请描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。
下面结合附图1至图3对本申请做进一步详细说明。
一种冷热态结构变换方法，包括：
基于热态条件对结构进行设计，得到热态结构；
分析热态结构在冷态条件下的变形量；
基于变形量，对热态结构进行变换，得到冷态结构。
对于上述实施例公开的冷热态结构变换方法，领域内技术人员可以理解的是，其基于热态条件对结构进行设计，得到热态结构，以该热态结构为基础，分析该热态结构在冷态条件下的变形量，基于变形量，对热态结构进行变换，得到冷态结构，以该冷态结构为基准，在冷态条件下进行加工制造，可使得在冷态条件下加工制造得到的结构在热态条件下与设计状态相符，即在工作条件下可还原至与设计状态一致，从而能够保证结构在工作条件下的性能。
在一些可选的实施例中，上述的冷热态结构变换方法中，所述结构为压气机转静子结构，即该冷热态结构变换方法可应用于对压气机转静子结构冷热态的变换，以此可使得在冷态条件下加工制造得到的压气机转静子结构，在工作件下可还原至与设计状态一致，从而能够保证压气机转静子结构在工作条件下的性能。
在一些可选的实施例中，上述的冷热态结构变换方法中，所述基于热态条件对结构进行设计，得到热态结构，具体为：
基于热态条件对压气机转静子结构进行设计，得到压气机转静子热态结构。
在一些可选的实施例中，上述的冷热态结构变换方法中，所述分析热态结构在冷态条件下的变形量，具体为：
分析压气机转静子热态结构中各级转子轮盘1前缘点A位置，在冷态条件下的径向变形量。
在一些可选的实施例中，上述的冷热态结构变换方法中，所述基于变形量，对热态结构进行变换，得到冷态结构，具体为：
基于各级转子轮盘1前缘点A位置径向变形量，对压气机转静子热态结构中各级转子轮盘1外缘位置进行偏移，得到压气机转静子冷态结构。
对于上述实施例公开的冷热态结构变换方法，领域内可以理解的是，压气机工作时，转子部件高速运转，相对静子部件，其径向变形量较大，在对其进行冷热态变换，可保持静子部件的位置不变，仅对转子部件进行冷热态变换，以压气机转静子热态结构中各级转子轮盘1前缘点A位置在冷态条件下的径向变形量为基准，对应对各级转子轮盘1外缘位置进行偏移，可有效避免压气机工作时，流路出现倒台阶的情况，保证压气机的性能。
在一些可选的实施例中，上述的冷热态结构变换方法中，基于各级转子轮盘1前缘点A位置径向变形量，对压气机转静子热态结构中各级转子轮盘1外缘位置进行偏移，得到压气机转静子冷态结构，具体为：
将压气机转静子热态结构中每级转子轮盘1外缘位置偏移其径向变形量，得到压气机转静子冷态结构。
在一些可选的实施例中，上述的冷热态结构变换方法中，还包括：
对压气机转静子冷态结构中，各级静子内环3前缘点C位置进行修正，以平衡压气机在低转速、高转速状态下的工作性能。
在一些可选的实施例中，上述的冷热态结构变换方法中，所述对压气机转静子冷态结构中，各级静子内环3前缘点C位置进行修正，具体为：
在压气机转静子冷态结构，修正每级静子内环3前缘点C位置高于其前级转子轮盘1后缘点B位置设定值，以在压气机低转速状态下，此时压气机转子部件变形量较小，保证压气机流量光顺或出现小的顺台阶，以及在压气机高转速状态下，此时压气机转子部件变形量较大，避免压气机流路顺台阶较大。
在一些可选的实施例中，上述的冷热态结构变换方法中，所述设定值不超过0.2mm。
在一些可选的实施例中，上述的冷热态结构变换方法中，所述分析热态结构在冷态条件下的变形量，具体为：
通过模拟分析热态结构在冷态条件下的变形量；或者，
通过试验分析热态结构在冷态条件下的变形量。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种冷热态结构变换方法，其特征在于，包括：
基于热态条件对结构进行设计，得到热态结构；
通过模拟或者试验分析热态结构在冷态条件下的变形量；
基于变形量，对热态结构进行变换，得到冷态结构；
所述结构为压气机转静子结构；
所述基于热态条件对结构进行设计，得到热态结构，具体为：
基于热态条件对压气机转静子结构进行设计，得到压气机转静子热态结构；
所述分析热态结构在冷态条件下的变形量，具体为：
分析压气机转静子热态结构中各级转子轮盘（1）前缘点位置，在冷态条件下的径向变形量；
所述基于变形量，对热态结构进行变换，得到冷态结构 ，具体为：
基于各级转子轮盘（1）前缘点位置径向变形量，对压气机转静子热态结构中各级转子轮盘（1）外缘位置进行偏移，得到压气机转静子冷态结构；
所述基于各级转子轮盘（1）前缘点位置径向变形量，对压气机转静子热态结构中各级转子轮盘（1）外缘位置进行偏移，得到压气机转静子冷态结构，具体为：
将压气机转静子热态结构中每级转子轮盘（1）外缘位置偏移其径向变形量，得到压气机转静子冷态结构。
2.根据权利要求1所述的冷热态结构变换方法，其特征在于，
还包括：
对压气机转静子冷态结构中，各级静子内环（3）前缘点位置进行修正。
3.根据权利要求2所述的冷热态结构变换方法，其特征在于，
所述对压气机转静子冷态结构中，各级静子内环（3）前缘点位置进行修正，具体为：
在压气机转静子冷态结构，修正每级静子内环（3）前缘点位置高于其前级转子轮盘（1）后缘点位置设定值。
4.根据权利要求3所述的冷热态结构变换方法，其特征在于，
所述设定值不超过0.2mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010968523.0A CN112131681B (zh) | 2020-09-15 | 2020-09-15 | 一种冷热态结构变换方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010968523.0A CN112131681B (zh) | 2020-09-15 | 2020-09-15 | 一种冷热态结构变换方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112131681A CN112131681A (zh) | 2020-12-25 |
| CN112131681B true CN112131681B (zh) | 2024-02-02 |
Family
ID=73846250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010968523.0A Active CN112131681B (zh) | 2020-09-15 | 2020-09-15 | 一种冷热态结构变换方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112131681B (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102799730A (zh) * | 2012-07-13 | 2012-11-28 | 北京航空航天大学 | 一种燃气轮机风扇叶片反扭过程的预估方法 |
| CN204783125U (zh) * | 2015-07-07 | 2015-11-18 | 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 | 一种双层金属衬套 |
| CN105787199A (zh) * | 2015-07-06 | 2016-07-20 | 中航空天发动机研究院有限公司 | 一种叶轮机转子叶片从热态到冷态的叶型转换方法 |
| CN106874526A (zh) * | 2015-12-10 | 2017-06-20 | 中航商用航空发动机有限责任公司 | 叶轮机叶片的生产坐标的生成方法和装置 |
| JP2017115764A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 三菱自動車工業株式会社 | エンジンの制御装置 |
| CN108710746A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-10-26 | 哈尔滨广瀚燃气轮机有限公司 | 虑及舰船燃机压气机动叶片预变形影响的反扭设计方法 |
| CN109556556A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-04-02 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种冷态装配过程中的高压涡轮转静子叶尖间隙测量方法 |
| CN111368472A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-07-03 | 深圳意动航空科技有限公司 | 一种增材制造燃气涡轮零部件的模型修正方法 |
| CN111368373A (zh) * | 2020-03-01 | 2020-07-03 | 南京航空航天大学 | 一种冷态叶型与热态叶型的迭代分析方法 |
-
2020
- 2020-09-15 CN CN202010968523.0A patent/CN112131681B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102799730A (zh) * | 2012-07-13 | 2012-11-28 | 北京航空航天大学 | 一种燃气轮机风扇叶片反扭过程的预估方法 |
| CN105787199A (zh) * | 2015-07-06 | 2016-07-20 | 中航空天发动机研究院有限公司 | 一种叶轮机转子叶片从热态到冷态的叶型转换方法 |
| CN204783125U (zh) * | 2015-07-07 | 2015-11-18 | 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 | 一种双层金属衬套 |
| CN106874526A (zh) * | 2015-12-10 | 2017-06-20 | 中航商用航空发动机有限责任公司 | 叶轮机叶片的生产坐标的生成方法和装置 |
| JP2017115764A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 三菱自動車工業株式会社 | エンジンの制御装置 |
| CN108710746A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-10-26 | 哈尔滨广瀚燃气轮机有限公司 | 虑及舰船燃机压气机动叶片预变形影响的反扭设计方法 |
| CN109556556A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-04-02 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种冷态装配过程中的高压涡轮转静子叶尖间隙测量方法 |
| CN111368373A (zh) * | 2020-03-01 | 2020-07-03 | 南京航空航天大学 | 一种冷态叶型与热态叶型的迭代分析方法 |
| CN111368472A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-07-03 | 深圳意动航空科技有限公司 | 一种增材制造燃气涡轮零部件的模型修正方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Research on the Energy State of the Surface of Alloys for Gas-Turbine Engine Blades;S Loskutov et al.;Advances in Design, Simulation and Manufacturing III;第150-158页 * |
| 气-固耦合设计对斜流叶轮性能影响的数值分析;赵梓妤;刘振侠;吕亚国;;航空动力学报(第09期);第2170-2177页 * |
| 涡轮典型部件冷热态尺寸换算方法研究;牛冬生 等;航空发动机(03);第21-24页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112131681A (zh) | 2020-12-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20200123906A1 (en) | Mistuned airfoil assemblies | |
| CN101117896B (zh) | 转子叶片及其制造方法 | |
| JP4383197B2 (ja) | 異なるように調整される共振周波数を有するブレードインサートを有するターボマシン用タービンの製造、およびタービンブレードインサートの共振周波数調整方法 | |
| US8057186B2 (en) | Shape for a turbine bucket tip shroud | |
| EP1965025B1 (en) | Turbine blade | |
| CN112065774B (zh) | 一种机匣结构及其转静子结构 | |
| CN101169049B (zh) | 用于叶片/轮盘应力降低的叶片/轮盘榫接切口 | |
| CN105283639A (zh) | 具有应力消除腔的涡轮机部件 | |
| EP2273070B1 (en) | Method and apparatus for providing rotor discs | |
| CN104508247A (zh) | 带有优选的孔对准的旋转涡轮构件 | |
| US9494042B2 (en) | Sealing ring for a turbine stage of an aircraft turbomachine, comprising slotted anti-rotation pegs | |
| EP2578805A1 (en) | Gas turbine engine airfoil with tip recesses | |
| CN112131681B (zh) | 一种冷热态结构变换方法 | |
| CN109923283B (zh) | 涡轮机器转子和用于制造涡轮机器转子的方法 | |
| JP6247682B2 (ja) | 静翼ダイヤフラムリング、ターボ機械、および方法 | |
| US10669864B2 (en) | Unshrouded turbomachine impeller with improved rigidity | |
| US20170218778A1 (en) | Rotor for turbine engine comprising blades with added platforms | |
| US20170122107A1 (en) | Turbine rotor for a low pressure turbine of a gas turbine system | |
| CA2698465C (en) | Blade for an axial compressor and manufacturing method thereof | |
| EP2855888A1 (en) | Segmented seal with ship lap ends | |
| US20160298647A1 (en) | Compressor stator assembly and method of installing | |
| US20090214350A1 (en) | Rotor of a turbomachine and method for replacing rotor blades of the rotor | |
| JP4562114B2 (ja) | ターボ分子ポンプの静翼段の製造方法 | |
| US20120003076A1 (en) | Method and apparatus for assembling rotating machines | |
| CN116123127A (zh) | 一种航空发动机中压气机串列转子叶片装配结构及其方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |