DE102019133080A1 - Systeme und verfahren zur prüfung von verengungen - Google Patents

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DE102019133080A1
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Bryan David Lewis
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Abstract

Ein Verfahren schließt das Erstellen von Prüfanforderungen (400) für einen radialen Abschnitt (310) einer Turbinendüse (300) durch Erstellen einer resultierenden Kurve (406) entlang des radialen Abschnitts (310) und entlang einer Leitschaufel (302) der Turbinendüse (300), das Erstellen eines mittleren Prüfpunkts (408) entlang der resultierenden Kurve (406) an einer Nennposition des Halses (320), das Erstellen einer ersten und zweiten Anordnung von Prüfpunkten (420, 422) auf den Seiten des mittleren Prüfpunkts (408) entlang der resultierenden Kurve (406), das Erstellen eines mittleren Prüfvektors (430) normgemäß zum mittleren Prüfpunkt (408) und das Erstellen einer ersten und zweiten Anordnung von Prüfvektoren (432, 434) parallel zum mittleren Prüfvektor (430), die die resultierende Kurve (406) an der ersten und zweiten Anordnung von Prüfpunkten (420, 422) schneiden, ein. Die Prüfanforderungen (400) schließen den mittleren Prüfpunkt (408), den mittleren Prüfvektor (430), die erste und zweite Anordnung von Prüfpunkten (420, 422) und die erste und zweite Anordnung von Prüfvektoren (432, 434) ein. Das Verfahren schließt auch das Erstellen einer Eingabedatei eines Koordinatenmessgeräts (CMM) (260) einschließlich der Prüfanforderungen (400) ein.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Der hierin offenbarte Gegenstand bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Erstellen von maschinell interpretierbaren Prüfanforderungen für eine Verengung, wie beispielsweise einen Düsenhals.
  • Industriemaschinen, wie beispielsweise Gasturbinensysteme, können zur Erzeugung von Strom genutzt werden. Zum Beispiel schließen die Gasturbinensysteme in der Regel einen Verdichter zum Verdichten eines Arbeitsfluids, wie beispielsweise Luft, eine Brennkammer zum Verbrennen des verdichteten Arbeitsfluids mit Brennstoff und einen Turbinenabschnitt zum Umwandeln des verbrannten Fluids in eine Zentrifugalkraft ein. Zum Beispiel wird die verdichtete Luft in eine Brennkammer eingepresst, die das Fluid erhitzt, wodurch die durch das Fluid bereitgestellte Energiemenge erhöht wird. Das erhitzte Fluid wird durch den Turbinenabschnitt der Gasturbine getrieben. Die Gasturbine kann dann das erhitzte Fluid in Zentrifugalkraft umwandeln, beispielsweise durch eine Reihe von Schaufelstufen. Die Zentrifugalkraft kann dann verwendet werden, um eine Last anzutreiben, die einen elektrischen Generator einschließen kann, der elektrische Leistung erzeugt und elektrisch mit einem Stromverteiler gekoppelt ist. Die Gasturbine kann Düsen einschließen, welche die Fluidströmung leiten. Zum Beispiel können die Düsen Leitschaufeln einschließen, die Luft durch die Turbine leiten. Die Düsen können auf Erfüllung von Entwurfsvorgaben überprüft werden, um einen effizienten Betrieb der Gasturbine sicherzustellen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Bestimmte Ausführungsformen, die dem Schutzumfang der ursprünglich beanspruchten Erfindung entsprechen, sind nachstehend zusammengefasst. Diese Ausführungsformen sollen den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung nicht einschränken, sondern nur eine kurze Zusammenfassung möglicher Formen der Erfindung bereitstellen. Im Übrigen kann die Erfindung eine Vielzahl von Formen umfassen, die den nachstehend dargelegten Ausführungsformen ähneln oder sich von diesen unterscheiden können.
  • In einer ersten Ausführungsform schließt ein Verfahren das Erstellen eines ersten Satzes von Prüfanforderungen für einen ersten radialen Abschnitt zwischen einer ersten Leitschaufel und einer zweiten Leitschaufel einer Turbinendüse unter Anwendung eines Erstellungsverfahrens für Prüfanforderungen ein. Das Prüfanforderungserstellungsverfahren schließt das Erstellen einer ersten resultierenden Kurve entlang des ersten radialen Abschnitts der Turbinendüse in einem dreidimensionalen (3D) rechnergestützten Entwurfsmodell (CAD) ein, wobei die erste resultierende Kurve entlang der ersten Leitschaufel angeordnet ist und einen mittleren Prüfpunkt entlang der ersten resultierenden Kurve an einem Nennpunkt des Halses zwischen der ersten Leitschaufel und der zweiten Leitschaufel erzeugt, wobei eine erste Anordnung von Prüfpunkten an Kreuzungspunkten eine erste Anordnung von Ebenen und die erste resultierende Kurve auf einer ersten Seite des mittleren Prüfpunkts entlang der ersten resultierenden Kurve erzeugt werden, wo die erste Anordnung von Ebenen im Allgemeinen parallel zum Nennpunkt des Halses verläuft, und eine zweite Anordnung von Prüfpunkten an Kreuzungspunkten einer zweiten Anordnung von Ebenen und die erste resultierende Kurve auf einer zweiten Seite des mittleren Prüfpunkts entlang der ersten resultierenden Kurve erzeugt werden, wo die zweite Anordnung von Ebenen im Allgemeinen parallel zum Nennpunkt des Halses verläuft. Das Prüfanforderungserstellungsverfahren schließt auch die Erstellung eines mittleren Prüfvektors ein, wobei der mittlere Prüfvektor normgerecht zu der ersten Leitschaufel am mittleren Prüfpunkt verläuft und eine erste Anordnung von Prüfvektoren auf einer ersten Seite des mittleren Prüfvektors erzeugt, wobei jeder Prüfvektor der ersten Anordnung von Prüfvektoren parallel zum mittleren Prüfvektor verläuft und die erste resultierende Kurve an einem zugehörigen Prüfpunkt der ersten Anordnung von Prüfpunkten schneidet, und eine zweite Anordnung von Prüfvektoren auf einer zweiten Seite des mittleren Prüfvektors erzeugt, wobei jeder Prüfvektor der zweiten Anordnung von Prüfvektoren parallel zum mittleren Prüfvektor verläuft und die erste resultierende Kurve an einem zugehörigen Prüfpunkt der zweiten Anordnung von Prüfpunkten schneidet. Der erste Satz von Prüfanforderungen schließt den mittleren Prüfpunkt, gemessen vom mittleren Prüfvektor, die erste Anordnung von Prüfpunkten, gemessen von den jeweiligen Prüfvektoren der ersten Anordnung von Prüfvektoren, und die zweite Anordnung von Prüfpunkten, gemessen von den jeweiligen Prüfvektoren der zweiten Anordnung von Prüfvektoren, ein. Das Verfahren schließt auch das Erzeugen einer Ausgabedatei für ein Koordinatenmessgerät (CMM) einschließlich eines ersten Satzes von Prüfanforderungen ein.
  • In einer anderen Ausführungsform schließt ein rechnergestütztes Technologiesystem (CAx) einen Prozessor ein, der ausgelegt ist, um einen ersten Satz von Prüfanforderungen für einen ersten radialen Abschnitt zwischen einer ersten Leitschaufel und einer zweiten Leitschaufel einer Turbinendüse unter Verwendung eines Erstellungsverfahrens für Prüfanforderungen zu erstellen. Das Prüfanforderungserstellungsverfahren schließt das Erstellen einer ersten resultierenden Kurve entlang des ersten radialen Abschnitts der Turbinendüse in einem dreidimensionalen (3D) rechnergestützten Entwurfsmodell (CAD) ein, wobei die erste resultierende Kurve entlang der ersten Leitschaufel angeordnet ist und einen mittleren Prüfpunkt entlang der ersten resultierenden Kurve an einem Nennpunkt des Halses zwischen der ersten Leitschaufel und der zweiten Leitschaufel erzeugt, wobei eine erste Anordnung von Prüfpunkten an Kreuzungspunkten eine erste Anordnung von Ebenen und die erste resultierende Kurve auf einer ersten Seite des mittleren Prüfpunkts entlang der ersten resultierenden Kurve erzeugt werden, wo die erste Anordnung von Ebenen im Allgemeinen parallel zum Nennpunkt des Halses verläuft, und eine zweite Anordnung von Prüfpunkten an Kreuzungspunkten einer zweiten Anordnung von Ebenen und die erste resultierende Kurve auf einer zweiten Seite des mittleren Prüfpunkts entlang der ersten resultierenden Kurve erzeugt werden, wo die zweite Anordnung von Ebenen im Allgemeinen parallel zum Nennpunkt des Halses verläuft. Das Prüfanforderungserstellungsverfahren schließt auch die Erstellung eines mittleren Prüfvektors ein, wobei der mittlere Prüfvektor normgerecht zu der ersten Leitschaufel am mittleren Prüfpunkt verläuft und eine erste Anordnung von Prüfvektoren auf einer ersten Seite des mittleren Prüfvektors erzeugt, wobei jeder Prüfvektor der ersten Anordnung von Prüfvektoren parallel zum mittleren Prüfvektor verläuft und die erste resultierende Kurve an einem zugehörigen Prüfpunkt der ersten Anordnung von Prüfpunkten schneidet, und eine zweite Anordnung von Prüfvektoren auf einer zweiten Seite des mittleren Prüfvektors erzeugt, wobei jeder Prüfvektor der zweiten Anordnung von Prüfvektoren parallel zum mittleren Prüfvektor verläuft und die erste resultierende Kurve an einem zugehörigen Prüfpunkt der zweiten Anordnung von Prüfpunkten schneidet. Der erste Satz von Prüfanforderungen schließt den mittleren Prüfpunkt, gemessen vom mittleren Prüfvektor, die erste Anordnung von Prüfpunkten, gemessen von den jeweiligen Prüfvektoren der ersten Anordnung von Prüfvektoren, und die zweite Anordnung von Prüfpunkten, gemessen von den jeweiligen Prüfvektoren der zweiten Anordnung von Prüfvektoren, ein.
  • Der Prozessor ist auch ausgelegt, um eine Ausgabedatei für ein Koordinatenmessgerät (CMM) einschließlich eines ersten Satzes von Prüfanforderungen zu erzeugen.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst ein materielles, nichtflüchtiges, computerlesbares Medium Anweisungen, die bei ihrer Ausführung einen Prozessor veranlassen, einen ersten Satz von Prüfanforderungen für einen ersten radialen Abschnitt zwischen einer ersten Leitschaufel und einer zweiten Leitschaufel einer Turbinendüse unter Verwendung eines Prüfanforderungserstellungsverfahren zu erstellen. Das Prüfanforderungserstellungsverfahren schließt das Erstellen einer ersten resultierenden Kurve entlang des ersten radialen Abschnitts der Turbinendüse in einem dreidimensionalen (3D) rechnergestützten Entwurfsmodell (CAD) ein, wobei die erste resultierende Kurve entlang der ersten Leitschaufel angeordnet ist und einen mittleren Prüfpunkt entlang der ersten resultierenden Kurve an einem Nennpunkt des Halses zwischen der ersten Leitschaufel und der zweiten Leitschaufel erzeugt, wobei eine erste Anordnung von Prüfpunkten an Kreuzungspunkten eine erste Anordnung von Ebenen und die erste resultierende Kurve auf einer ersten Seite des mittleren Prüfpunkts entlang der ersten resultierenden Kurve erzeugt werden, wo die erste Anordnung von Ebenen im Allgemeinen parallel zum Nennpunkt des Halses verläuft, und eine zweite Anordnung von Prüfpunkten an Kreuzungspunkten einer zweiten Anordnung von Ebenen und die erste resultierende Kurve auf einer zweiten Seite des mittleren Prüfpunkts entlang der ersten resultierenden Kurve erzeugt werden, wo die zweite Anordnung von Ebenen im Allgemeinen parallel zum Nennpunkt des Halses verläuft. Das Prüfanforderungserstellungsverfahren schließt auch die Erstellung eines mittleren Prüfvektors ein, wobei der mittlere Prüfvektor normgerecht zu der ersten Leitschaufel am mittleren Prüfpunkt verläuft und eine erste Anordnung von Prüfvektoren auf einer ersten Seite des mittleren Prüfvektors erzeugt, wobei jeder Prüfvektor der ersten Anordnung von Prüfvektoren parallel zum mittleren Prüfvektor verläuft und die erste resultierende Kurve an einem zugehörigen Prüfpunkt der ersten Anordnung von Prüfpunkten schneidet, und eine zweite Anordnung von Prüfvektoren auf einer zweiten Seite des mittleren Prüfvektors erzeugt, wobei jeder Prüfvektor der zweiten Anordnung von Prüfvektoren parallel zum mittleren Prüfvektor verläuft und die erste resultierende Kurve an einem zugehörigen Prüfpunkt der zweiten Anordnung von Prüfpunkten schneidet. Der erste Satz von Prüfanforderungen schließt den mittleren Prüfpunkt, gemessen vom mittleren Prüfvektor, die erste Anordnung von Prüfpunkten, gemessen von den jeweiligen Prüfvektoren der ersten Anordnung von Prüfvektoren, und die zweite Anordnung von Prüfpunkten, gemessen von den jeweiligen Prüfvektoren der zweiten Anordnung von Prüfvektoren, ein. Die Anweisungen sind auch ausgelegt, um den Prozessor zu veranlassen, eine Ausgabedatei für ein Koordinatenmessgerät (CMM) einschließlich eines ersten Satzes von Prüfanforderungen zu erstellen.
  • Figurenliste
  • Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende ausführliche Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verständlich, in denen gleiche Zeichen in allen Zeichnungen gleiche Teile darstellen, wobei:
    • 1 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines rechnergestützten Technologiesystems (CAx) gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
    • 2 ist ein Blockdiagramm bestimmter Komponenten des CAx-Systems von Ausführungsformen in 1 gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
    • 3 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines industriellen Systems, das von dem CAx-System von 1 gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung konzipiert, entworfen, konstruiert, hergestellt und/oder bedient und verfolgt werden kann;
    • 4 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines geeigneten Prozesses zur Erstellung eines Satzes von Prüfanforderungen für eine Turbinendüse unter Verwendung des CAx-Systems in 1 gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
    • 5 ist eine Perspektivansicht einer Ausführungsform einer Turbinendüse mit radialen Abschnitten gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
    • 6 ist eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform der Turbinendüse in 5 mit einem Nominalhalsbereich zwischen eine erste Leitschaufel und einer zweiten Leitschaufel gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
    • 7 ist eine perspektivische Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer ersten Leitschaufel der Turbinendüse von 5 entlang eines ersten radialen Abschnitts und Prüfpunkten eines ersten Satzes von Prüfanforderungen, die von dem CAx-System in 1 gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erstellt werden können;
    • 8 ist eine perspektivische Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer ersten Leitschaufel der Turbinendüse in 5 entlang eines ersten radialen Abschnitts und Prüfpunkten und Prüfvektoren des ersten Satzes von Prüfanforderungen, die von dem CAx-System in 1 gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erstellt werden können;
    • 9 ist eine perspektivische Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer zweiten Leitschaufel der Turbinendüse in 5 entlang eines ersten radialen Abschnitts und Prüfpunkten eines zweiten Satzes von Prüfanforderungen, die von dem CAx-System in 1 gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erstellt werden können;
    • 10 ist eine perspektivische Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer zweiten Leitschaufel der Turbinendüse in 5 entlang eines ersten radialen Abschnitts und Prüfpunkten und Prüfvektoren des zweiten Satzes von Prüfanforderungen, die von dem CAx-System in 1 gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erstellt werden können;
    • 11 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Messen und Bestimmen einer Stelle des Halses der Turbinendüse in 5 unter Verwendung des ersten Satzes von Prüfanforderungen und des zweiten Satzes von Prüfanforderungen gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung; und
    • 12 ist eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform der ersten Leitschaufel und der zweiten Leitschaufel in 6 mit den gemessenen Punkten entlang der ersten Leitschaufel und der zweiten Leitschaufel gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Eine oder mehrere spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend beschrieben. In dem Bemühen, eine knappe Beschreibung dieser Ausführungsformen zu liefern, können nicht alle Merkmale einer tatsächlichen Implementierung in der Beschreibung beschrieben werden. Es versteht sich, dass bei der Entwicklung einer jeden solchen Implementierung, wie in jedem technischen oder konstruktiven Projekt, zahlreiche implementierungsspezifische Entscheidungen getroffen werden müssen, um die spezifischen Ziele der Entwickler zu erreichen, wie etwa Übereinstimmung mit systembezogenen und geschäftsbezogenen Randbedingungen, welche sich von einer Implementierung zur anderen ändern können. Darüber hinaus versteht es sich, dass eine derartige Entwicklungsanstrengung komplex und zeitaufwendig sein kann, aber dennoch eine Routinemaßnahme in Konstruktion, Fertigung und Herstellung für den durchschnittlichen Fachmann, der über den Vorteil dieser Offenbarung verfügt.
  • Wenn Elemente verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingeführt werden, sollen die Artikel, „ein“, „eine“ und „der/die/das“ bedeuten, dass es eines oder mehrere der Elemente gibt. Die Begriffe „umfassend,“ „einschließlich,“ und „mit“ sind als einschließend zu verstehen und bedeuten, dass außer den aufgelisteten Elementen weitere Elemente vorhanden sein können.
  • Das Entwerfen einer Maschine oder eines Teils davon kann bestimmte Systeme und Verfahren, die nachstehend ausführlicher beschrieben werden, einschließen, die einen Entwurf für ein Teil oder ein Produkt erstellen. Zum Beispiel kann der Entwurf auf Grundlage eines Modells gestaltet werden, das in einem dreidimensionalen (3D) rechnergestützten Modellentwurf (CAD) und zugehörigen Produkt- und Herstellungsinformationen (PMI) eingeschlossen ist. Das Teil oder Produkt kann auf Grundlage des Entwurfs hergestellt werden. Vor der Prüfung des resultierenden Teils oder Produkts können die hierin beschriebenen Techniken einem Benutzer ermöglichen, Prüfanforderungen (z. B. Sätze von maschinell interpretierbaren Prüfungsanweisungen) für das 3D-CAD-Modell automatisch zu erzeugen.
  • In bestimmten Ausführungsformen kann die Maschine oder das Teil ein Stromerzeugungssystem sein. Zum Beispiel kann das 3D-Modell ein Stromerzeugungssystem einschließen, das Verengungen entlang bestimmter Abschnitte des Stromerstellungssystems aufweist. Wie hierin beschrieben, kann die Turbinendüse des Stromerzeugungssystems einen Hals zwischen zwei Leitschaufeln einschließen. Es ist jedoch nicht beabsichtigt, dass sich die vorliegende Offenbarung auf eine Turbinendüse beschränkt. Zum Beispiel können andere Teile des Stromerstellungssystems (z. B. ein Verdichter, eine Turbine, eine Brennkammer, etc.) eine Verengung einschließen. Die Leitschaufeln der Turbinendüse können einen Fluidstrom durch das Stromerzeugungssystem leiten, und der Hals der Turbinendüse kann ein Bereich sein, in dem der Fluidstrom zwischen zwei Leitschaufeln am meisten eingeschränkt ist. Anhand der Größe und der Position des Halses können bestimmte Betriebsparameter des Stromerstellungssystems bestimmt werden (z. B. Effizienz, erzeugte Leistung, Kraftstoffverbrauch).
  • Ferner kann die Düse inspiziert werden, um eine Position und Größe des Halses entlang der Düse zu bestimmen. Beispielsweise können die hierin beschriebenen Prüfanforderungen unter Verwendung des 3D-CAD-Modells erstellt werden, um eine Prüfung der Düse zu ermöglichen und die Größe und die Position des Halses zu bestimmen. Die Prüfanforderungen können Prüfpunkte und zugehörige Prüfvektoren zum Messen der Prüfpunkte einschließen. Die Prüfpunkte und Prüfvektoren ermöglichen eine bessere Konsistenz und einen einfacheren Vergleich innerhalb von Prüfberichten sowie mehr Konsistenz beim Vergleich der Position und Größe der Hälse verschiedener Düsen.
  • In Anbetracht des Vorgenannten kann es sinnvoll sein, ein rechnergestütztes Technologiesystem (CAx) zu beschreiben, das die hierin beschriebenen Techniken, zum Beispiel zur Verbesserung des Produktlebenszyklusmanagementverfahrens (PLM), einschließen kann. Dementsprechend veranschaulicht 1 eine Ausführungsform eines CAx-Systems 10, das zur Bereitstellung einer Vielzahl von Verfahren geeignet ist, einschließlich der PLM-Verfahren 12, 14, 16, 18, 20, 22. In der dargestellten Ausführungsform kann das CAx-System 10 die Ausführung des Planungsprozesses 12 einschließen. Zum Beispiel kann der Planungsprozess 12 einen Satz von Spezifikationen erstellen, wie Anforderungsspezifikationen, die einen Satz von Anforderungen dokumentieren, um einem Entwurf, einem Teil, einem Produkt oder einer Kombination davon zu entsprechen. Die Planungsprozesse 12 können auch ein Konzept oder einen Prototyp für das Teil oder das Produkt (z. B. Maschinenbauteile, Elektronikteile, Strukturen oder eine Kombination davon) erstellen. Eine Reihe von Entwurfsverfahren 14 können dann die Spezifikationen und/oder Prototypen verwenden, um beispielsweise ein oder mehrere 3D-Entwurfsmodelle des Teils oder Produkts zu erstellen. Die 3D-Entwurfsmodelle können Volumen-/Oberflächenmodellierung, parametrische Modelle, Drahtschneidemodelle, Vektormodelle, NURBS-Modelle (Non-Uniform Rational Basis Spline), geometrische Modelle und dergleichen einschließen, die Teilegeometrien und -strukturen beschreiben. Zusätzlich können, wie nachstehend ausführlich beschrieben, die 3D-Entwurfsmodelle verwendet werden, um Prüfanforderungen zu erstellen.
  • Entwurfsmodelle können dann weiter verfeinert und mithilfe von Entwicklungsverfahren/ technischen Verfahren 16 hinzugefügt werden. Die Entwicklungsverfahren/technischen Verfahren können zum Beispiel Modelle wie thermodynamische Modelle, Low-Cycle-Fatigue-Modelle zur Vorhersage der Lebensdauer (LCF), Multibody-Dynamics-Modelle (MBD) und Kinematikmodelle, Computational-Fluid-Dynamics-Modelle (CFD), Modelle der Methode der finiten Elemente (FEA) und/oder drei- bis zweidimensionale FEA-Abbildungsmodelle zur Vorhersage des Verhaltens des Teils oder Produkts während seines Betriebs erstellen und anwenden. Zum Beispiel können Turbinenschaufeln modelliert werden, um Fluidströme, Drücke, Spielräume und dergleichen während des Betriebs eines Gasturbinenantriebs vorherzusagen. Ferner können bestimmte Modelle nominale Verengungen einschließen, welche diese Fluidströme, Drücke und dergleichen beeinträchtigen. Die Entwicklungsverfahren/technischen Verfahren 16 können zusätzlich zu Toleranzen, Materialspezifikationen (z. B. Materialart, Materialhärte), Spielraumspezifikationen und dergleichen führen.
  • Ferner können die Entwurfsmodelle verwendet werden, um die hierin beschriebenen Prüfanforderungen zu erstellen. Während der Entwicklungsverfahren/technischen Verfahren 16 kann das Prüfanforderungserstellungssystem durch ein Entwurfsmodell iterieren, das eine Verengung einschließt, um Prüfanforderungen entlang der Verengung zu erzeugen. Das Prüfanforderungserstellungssystem kann einen Nennpunkt der Verengung innerhalb des Entwurfsmodells bestimmen und den Nennpunkt der Verengung verwenden, um die Prüfanforderungen zu erstellen. Zum Beispiel kann das Entwurfsmodell eine Turbinendüse mit einem Hals einschließen. Das Prüfanforderungserstellungssystem kann den Nennpunkt des Turbinendüsenhalses bestimmen und die Prüfanforderungen für die Turbinendüse auf Grundlage des Nennpunkts des Halses erstellen.
  • Das CAx-System 10 kann zusätzlich die Herstellungsverfahren 18 bereitstellen, die zur Erstellung eine Unterstützung der Automatisierung einschließen können. Zum Beispiel können zusätzliche Erstellungsmodelle abgeleitet werden, wie 3D-Druckmodelle für das Einspritzen von Materialien, das Einspritzen von Bindemitteln, die VAT-Photopolymerisation, das Pulverbettschmelzen, die Bandbeschichtung, die direkte Energieabgabe, das Pressen von Materialien und dergleichen, um ein Teil oder ein Produkt zu erzeugen. Andere Erstellungsmodelle können abgeleitet werden, wie etwa CNC-Modelle (Computerized Numerical Control) mit G-Code, um Materialien zu bearbeiten oder anderweitig zu entfernen, um das Teil oder Produkt zu erzeugen (z. B. durch Fräsen, Drehen, Plasmaschneiden, Drahtschneiden und so weiter). Die Erstellung von Stücklisten (BOM), Bestellanforderungen, Bestellungen und dergleichen kann auch als Teil des Erstellungsverfahrens 18 (oder anderer PLM-Verfahren) bereitgestellt werden.
  • Das CAx-System 10 kann zusätzlich die Verifizierungs- und/oder Validierungsverfahren 20, die eine automatisierte Prüfung des Teils oder Produkts sowie einen automatisierten Vergleich von Spezifikationen, Anforderungen und dergleichen einschließen können, bereitstellen. In einem Beispiel eines Koordinatenmessgeräts (KVM) kann das Verfahren zur automatisierten Prüfung des Teils oder Produkts verwendet werden. Das CMM-Verfahren kann durch die Verwendung des Prüfanforderungserstellungssystems unterstützt werden. Wie oben beschrieben, kann das Prüfanforderungserstellungssystem dem Benutzer ermöglichen, durch ein Modell (z. B. 3D-Modell, 2D-Modell) zu iterieren und Teile des Modells zur Erstellung der Prüfanforderungen auszuwählen. Die Prüfanforderungen können automatisch erstellt werden, und diese Prüfanforderungen können zum Steuern einer Prüfung über den CMM-Prozess geeignet sein. Zum Beispiel können die erstellten Prüfanforderungen zum Prüfen einer hergestellten Turbinendüse zur Bestimmung eines tatsächlichen Turbinendüsenhalses verwendet werden.
  • Es können auch Wartungs- und Verfolgungsprozesse 22 über das CAx-System 10 bereitgestellt werden. Die Wartungs- und Verfolgungsprozesse 22 können Wartungsarbeiten für das Teil, das Ersetzen von Teilen, die Lebensdauer von Teilen (z. B. in Brennstunden), etc. protokollieren. Wie veranschaulicht, schließt das CAx-System 10 eine Rückmeldung zwischen den Verfahren 12, 14, 16, 18, 20 und 22 ein. Zum Beispiel können Daten aus Wartungs- und Verfolgungsprozessen 22 verwendet werden, um das Teil oder Produkt über die Entwurfsverfahren 14 zu überarbeiten. Tatsächlich können Daten aus jedem der Verfahren 12, 14, 16, 18, 20 und 22 automatisch bereitgestellt und von jedem anderen der Verfahren 12, 14, 16, 18, 20 und 22 verwendet werden, um das Teil oder Produkt zu verbessern oder ein neues Teil oder Produkt zu erzeugen. Auf diese Weise integriert das CAx-System 10 die Daten der nachgeschalteten (oder vorgeschalteten) Prozesse und verwendet die Daten, um das Teil zu verbessern oder ein neues Teil zu erzeugen.
  • Das CAx-System 10 kann zusätzlich einen oder mehrere Prozessoren 24 und ein Speichersystem 26, das Softwareprogramme ausführen kann, einschließen, um die offenbarten Techniken auszuführen. Darüber hinaus können die Prozessoren 24 eine Vielzahl von Mikroprozessoren, einen oder mehrere „allgemeine“ Mikroprozessoren, einen oder mehrere spezielle Mikroprozessoren, und/oder eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICS) oder eine Kombination davon einschließen. Zum Beispiel können die Prozessoren 24 einen oder mehrere Prozessoren mit reduziertem Befehlssatz (RISC) einschließen. Die Prozessoren können zusätzlich in einem Cloud-basierten System eingeschlossen sein, das für die Verfahren 12, 14, 16, 18, 20 und 22 Cloud-basierte Dienste bereitstellt. Das Speichersystem 26 kann Informationen, wie Steuerungssoftware, Nachschlagetabellen, Konfigurationsdaten, etc., speichern. Das Speichersystem 26 kann ein materielles, nicht transitorisches, maschinenlesbares Medium einschließen, wie einen flüchtigen Speicher (z. B. einen Arbeitsspeicher (RAM)) und/oder einen nicht flüchtigen Speicher (z. B. einen Festwertspeicher (ROM), einen Flash-Speicher, eine Festplatte oder ein anderes geeignetes optisches, magnetisches, oder Festspeichermedium oder eine Kombination davon).
  • Das Speichersystem 26 kann eine Vielzahl von Informationen speichern, die für verschiedene Zwecke geeignet sein können. Zum Beispiel kann das Speichersystem 26 maschinenlesbare und/oder vom Prozessor ausführbare Anweisungen (z. B. Firmware oder Software) zur Ausführung der Prozessoren 24 speichern. In einer Ausführungsform schließen die ausführbaren Anweisungen für eine Anzahl von PLM-Systemen ein, zum Beispiel Softwaresystemen, wie in der Ausführungsform von 2 gezeigt. Insbesondere veranschaulicht die Ausführungsform des CAx-Systems 10 ein rechnergestütztes Anforderungserfassungssystem (CAR) 30, ein rechnergestütztes Entwurfsystem (CAD) 32, ein rechnergestütztes technisches System (CAE) 34, ein rechnergestütztes Erstellungssystem/ein im Rechner integriertes Erstellungssystem (CAM/CIM) 36, ein Koordinatenmessgerätesystem (CMM) 38, ein Produktdatenverwaltungssystem 40 (PDM) und ein Prüfanforderungserstellungssystem 47. Jedes der Systeme 30, 32, 34, 36, 38, 40 und 47 kann erweitert und/oder angepasst werden; dementsprechend kann jedes System 30 ein Erweiterungs- und Anpassungssystem 42, 44, 46, 48, 50, und 52 einschließen. Zusätzlich kann jedes der Systeme 30, 32, 34, 36, 38, 40 und 47 in einem Speichersystem, wie dem Speichersystem 26, gespeichert werden und kann über einen Prozessor, wie etwa über die Prozessoren 24, ausführbar sein.
  • In der dargestellten Ausführungsform kann das CAR-System 30 zur Eingabe von Anforderungen und/oder Spezifikationen, wie Abmessungen für das Teil oder Produkt, Betriebsbedingungen, die auf das Teil oder das Produkt zukommen (z. B. Temperaturen, Drücke), anzubringende Zertifizierungen, Qualitätskontrollanforderungen, Leistungsanforderungen, etc. bereitstellen. Das CAD-System 32 kann eine graphische Benutzerschnittstelle bereitstellen, die geeignet ist, graphische Darstellungen von 2D - und/oder 3D-Modellen zu erstellen und zu bearbeiten, wie oben in Bezug auf die Entwurfsverfahren 14 beschrieben. Beispielsweise können die 3D-Entwurfsmodelle Volumen-/Oberflächenmodellierung, parametrische Modelle, Drahtschneidemodelle, Vektormodelle, NURBS-Modelle (Non-Uniform Rational Basis Spline), geometrische Modelle und dergleichen einschließen. Das CAD-System 32 kann die Erstellung und Aktualisierung der 2D - und/oder 3D-Modelle und sich darauf beziehende Informationen (z. B. Ansichten, Zeichnungen, Anmerkungen, Notizen, etc.) bereitstellen. Tatsächlich kann das CAD-System 32 eine graphische Darstellung des Teils oder Produkts mit anderen, in Beziehung stehenden Informationen kombinieren.
  • Das CAE-Systems 34 kann die Erstellung verschiedener technischer Modelle, wie die mit Bezug auf die Entwicklungsverfahren/technischen Verfahren 16 beschriebenen Modelle ermöglichen. Zum Beispiel kann das CAE-System 34 technische Prinzipien anwenden, um Modelle zu erstellen, wie thermodynamische Modelle, Low-Cycle-Fatigue-Modelle zur Vorhersage der Lebensdauer (LCF), Multibody-Dynamics-Modelle (MBD) und Kinematikmodelle, Computational-Fluid-Dynamics-Modelle (CFD), Modelle der Methode der finiten Elemente (FEA) und/oder drei- bis zweidimensionale FEA-Abbildungsmodelle. Das CAE-System 34 kann dann die zuvor erwähnten Modelle anwenden, um bestimmte Teil- oder Produkteigenschaften (z. B. physikalische Eigenschaften, thermodynamische Eigenschaften, Fluidströmungseigenschaften, etc.) zu analysieren, um beispielsweise die Anforderungen und Spezifikationen für das Teil oder Produkt besser anzupassen.
  • In bestimmten Ausführungsformen kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 eine Schnittstelle zum CAD-System 32 und/oder dem CAE-System 34 bilden, um die Prüfanforderungen zu erstellen. Beispielsweise kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 durch ein Modell iterieren, wie beispielsweise ein Modell, das über das CAD-System 32 erstellt wird, und kann Prüfanforderungen für eine nachfolgende Prüfung erstellen. Die Prüfanforderungen können automatisch durch das Prüfanforderungserstellungssystem 47 erstellt werden und/oder können teilweise auf der Grundlage einer Benutzereingabe erstellt werden. Eine CMM-Eingabedatei einschließlich der Prüfanforderungen kann dann automatisch durch das Prüfanforderungserstellungssystem 47 erstellt und ausgegeben werden. Die CMM-Eingabedatei kann geeignet sein, eine Prüfung über das CMM-System 38 zu steuern.
  • Zum Beispiel können die Prüfanforderungen, die durch das Prüfanforderungserstellungssystem 47 erstellt werden, Prüfpunkte und zugehörige Prüfvektoren entlang bestimmter Teile des Modells einschließen. In bestimmten Ausführungsformen kann das Modell eine Düse mit einem Hals einschließen, der zwischen zwei Leitschaufeln ausgebildet ist. Das Prüfanforderungserstellungssystem 47 kann die Prüfanforderungen entlang jeder der zwei Leitschaufeln erstellen. Die Prüfanforderungen können in der CMM-Eingabedatei für eine nachfolgende Prüfung durch das CMM-System 38 eingeschlossen sein.
  • Das CAM/CIM-System 36 kann für bestimmte Automatisierungs- und Herstellungsfunktionen bereitgestellt werden, beispielsweise durch Ableiten bestimmter Programme oder Codes (z. B. dem G-Code) und dann die Ausführung der Programme oder Codes zur Herstellung des Teils oder Produkts. Das CAM/CIM-System 36 kann bestimmte automatisierte Fertigungstechniken einschließen, wie additive (oder subtraktive) Herstellungstechniken, Einspritzen von Materialien, Einspritzen von Bindemitteln, VAT-Photopolymerisation, Pulverbettschmelzen, Bandbeschichtung, die direkte Energieabgabe, Pressen von Materialien, Fräsen, Drehen, Plasmaschneiden, Drahtschneiden oder eine Kombination davon unterstützen. Das CMM-System 38 kann Maschinen einschließen, um Prüfungen zu automatisieren. Zum Beispiel können Geräte mit Sonden, Kameras und/oder Sensoren automatisch das Teil oder Produkt zur Gewährleistung der Einhaltung bestimmter Entwurfsgeometrien, Toleranzen, Formen und so weiter prüfen.
  • Wie oben beschrieben, kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 eine CMM-Eingabedatei erzeugen und ausgeben, um eine Prüfung über das CMM-System 38 zu steuern. Auf diese Art kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 das CMM-System 38 zum Prüfen eines Verengungsbereichs (z. B. in einem Bereich zwischen zwei Leitschaufeln einer Turbinendüse) aktivieren. Das CMM-System 38 kann eine Prüfung des Verengungsbereichs durchführen und genaue Messungen gemäß den Prüfanforderungen der CMM-Eingabedatei bereitstellen.
  • Die über das CMM-System 38 erhaltenen Messungen können verwendet werden, um eine vorliegende Position und Größe der Verengung zu bestimmen. Die Kenntnis der Position und der Größe der Verengung kann dem Benutzer ermöglichen, verschiedene technische Eigenschaften (z. B. Durchflussmenge, Effizienz, erzeugte Leistung, Kraftstoffverbrauch) der Turbine zu bestimmen. Zusätzlich können die Prüfungsergebnisse als Eingaben in Lieferkettensysteme verwendet werden, um bestimmte Materialien, Teile und so weiter bereitzustellen, die bei der Herstellung des geprüften Teils verwendet werden. Die Ergebnisse der Prüfung können ferner verwendet werden, um Rückmeldungen an andere Verfahren bereitzustellen, wie zum Beispiel an die Verfahren 12, 14, 16, 18, 20, 22.
  • Das PDM-System 40 kann zur Verwaltung und Veröffentlichung von Daten aus den Systemen 30, 32, 34, 36, 38, 40 und/oder 47 verantwortlich sein. Zum Beispiel können die Systeme 30, 32, 34, 36, 38, 40 und 47 über eine Datennutzungsebene 60 mit den Datenablagen 62, 64, 66 kommunizieren. Das PDM-System 40 kann dann die Zusammenarbeit zwischen den Systemen 30, 32, 34, 36, 38, 40 und 47 verwalten, indem es Datenübertragungsdienste, Versionsunterstützung, Archivverwaltung, Notizen zu Aktualisierungen usw. bereitstellt. Das PDM-System 40 kann zusätzlich eine Geschäftsunterstützung, wie Verknüpfungen zwischen Liefer-/Vetriebssystemen und/oder Logistiksysteme für Einkauf, Abrechnung, Auftragsverfolgung und so weiter, bereitstellen. Das PDM-System 40 kann auch Dienst-/Datenerfassungssysteme (z. B. Datenverwaltungssysteme eines Service Centers) zur Unterstützung bei der Verfolgung der Wartung und der Lebensdauer des Teils oder Produkts während des Einsatzes verknüpfen. Teams 68 und 70 können mit Team-Mitgliedern über eine Zusammenarbeitsebene 72 zusammenarbeiten. Die Zusammenarbeitsebene 72 kann Web-Schnittstellen, Nachrichtensysteme, Dateiablage-/-abholsysteme, und dergleichen einschließen, die für die gemeinsame Nutzung von Informationen und eine Vielzahl von Daten geeignet sind. Die Zusammenarbeitsebene 72 kann auch Cloud-basierte Systeme 74 einschließen oder mit den Cloud-basierten Systemen 74 kommunizieren, die dezentrale Rechendienste und Dateispeicherung bereitstellen können. Zum Beispiel können einige (oder alle) Systeme 30, 32, 34, 36, 38, 40 und 47 in der Cloud 74 gespeichert und/oder über die Cloud 74 zugänglich sein.
  • Die Erweiterbarkeits- und Anpassungssysteme 42, 44, 46, 48, 50, 52, und 61 können eine Funktionalität bereitstellen, die ursprünglich nicht in dem CAR-System 30, den CAD-Systems 32, dem CAM/CIM-System 36, dem CMM System 38, dem PDM-System 40 und/oder dem Prüfanforderungserstellungssystem 47 gefunden worden ist. Zum Beispiel können Rechencodes oder Anweisungen zu den Systemen 30, 32, 34, 36, 38, 40 und 47 über gemeinsam genutzte Bibliotheken, Module, Software-Subsysteme und dergleichen hinzugefügt werden, die in den Erweiterbarkeits- und Anpassungssystemen 42, 44, 46, 48, 50, 52 und/oder 61 eingeschlossen sind. Die Erweiterbarkeits- und Anpassungssysteme 42, 44, 46, 48, 50, 52, und 61 können auch Anwendungsprogrammierschnittstellen (APIs) verwenden, die in ihren jeweiligen Systeme 30, 32, 34, 36, 38, 40 und 47 zur Ausführung bestimmter Funktionen, Objekte, gemeinsam genutzter Daten, Softwaresysteme und dergleichen eingeschlossen sind und sich bei der Erweiterung der Funktionsfähigkeiten des CAR-Systems 30, CAD-Systems 32, CAM/CIM-Systems 36, CMM-Systems 38, PDM-Systems 40 und/oder des Erstellungssystems für Prüfanforderungen 47 als nützlich erweisen. Durch Aktivieren der Verfahren 12, 14, 16, 18, 20 und 22, zum Beispiel über die Systeme 30, 32, 34, 36, 38, 40 und 47 und ihre jeweiligen Erweiterbarkeits- und Anpassungssysteme 42, 44, 46, 48, 50, 52 und 61, können die hierin beschriebenen Techniken eine effizientere Verwaltung der Produktlebensdauer „von Kopf bis Fuß“ bereitstellen.
  • Es kann vorteilhaft sein, eine Maschine zu beschreiben, die ein oder mehrere Teile enthalten würde, die beispielsweise durch die Verfahren 12, 14, 16, 18, 20 und 22 über das CAx-System 10 hergestellt und verfolgt werden würden. Dementsprechend veranschaulicht 3 ein Beispiel eines Stromerstellungssystems 100, das vollständig (oder teilweise) vom CAx-System 10 konzipiert, entworfen, manipuliert, hergestellt, gewartet und verfolgt werden kann. Wie in 3 veranschaulicht, schließt das Stromerzeugungssystem 100 ein Gasturbinensystem 102, ein Überwachungs- und Steuerungssystem 104 und ein Kraftstoffzufuhrsystem 106 ein. Das Gasturbinensystem 102 kann einen Verdichter 108, Verbrennungssysteme 110, Kraftstoffdüsen 112, eine Gasturbine 114 und einen Abgasabschnitt 118 einschließen.
  • In bestimmten Ausführungsformen können Abschnitte des Stromerzeugungssystems 100 (z. B. der Verdichter 108, die Verbrennungssysteme 110, die Brennstoffdüsen 112, die Gasturbine 114 und der Abgasabschnitt 118) einen Hals (Hälse) einschließen. Bestimmte Fluide (z. B. Luft, Brennstoff, etc.) können während des Betriebs des Stromerstellungssystems 100 durch einen Hals (Hälse) strömen. Um Durchflussraten, Wirkungsgrade, Brennstoffverwendung und andere Betriebsparameter des Energieerstellungssystems 100 zu bestimmen, kann es vorteilhaft sein, Position und Größe eines vorliegenden Halses zu kennen. Zum Beispiel kann anhand der Position und Größe eines vorliegenden Halses eine Brennstoffmenge eingestellt werden, die für das Stromerstellungssystem 100 bereitgestellt wird. Somit kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 die Prüfanforderungen erstellen, um die Position und Größe des vorliegenden Halses zu bestimmen.
  • Während des Betriebs kann das Gasturbinensystem 102 Luft 120 in den Verdichter 108 ziehen, der dann die Luft 120 verdichten und die Luft 120 dem Verbrennungssystem 110 (das z. B. eine Anzahl von Brennkammern einschließen kann) zuführen kann. In dem Verbrennungssystem 110 kann die Brennstoffdüse 112 (oder eine Anzahl von Brennstoffdüsen 112) Brennstoff einspritzen, der sich mit der verdichteten Luft 120 mischt, um beispielsweise ein Luft-Brennstoffgemisch zu erzeugen. Das Luft-Brennstoffgemisch kann im Verbrennungssystem 110 verbrennen, um heiße Verbrennungsgase zu erzeugen, die stromabwärts in die Turbine 114 strömen, um eine oder mehrere Turbinenstufen anzutreiben. Zum Beispiel können die Verbrennungsgase durch die Turbine 114 strömen, um eine oder mehrere Stufen von Turbinenschaufeln 121 anzutreiben, was wiederum eine Drehung des Wellensystems 122 bewirken kann. Das Wellensystem 122 kann zusätzlich mit einer oder mehreren Verdichterstufen mit Verdichterschaufeln 123 gekoppelt sein. Die Welle 122 kann außerdem mit einer Last 124, wie einem Generator verbunden werden, der das Drehmoment der Welle 122 zur Stromerzeugung nutzt. Nachdem sie die Turbine 114 passiert haben, können die heißen Verbrennungsgase als Abgase 126 über den Abgasabschnitt 118 in die Umgebung entweichen. Die Abgase 126 können Gase wie Kohlendioxid (CO2), Kohlenmonoxid (CO), Stickoxide (NOx) und dergleichen einschließen.
  • Die Abgase 126 können thermische Energie einschließen und die thermische Energie kann durch ein Abhitzedampferstellungssystem (Heat Recovery Steam Generation HRSG) 128 rückgewonnen werden. Bei kombinierten Systemen, wie bei Kraftwerk 100, können heiße Abgase 126 von der Gasturbine 114 aus strömen und das HRSG 128 passieren, wo sie zur Erzeugung von Hochdruck-, Heißdampf genutzt werden können. Der vom HRSG 128 erzeugte Dampf kann dann zur weiteren Stromerzeugung durch eine Dampfturbinenmaschine geleitet werden. Zusätzlich kann der erzeugte Dampf auch für jedes andere Verfahren, in dem Dampf verwendet wird, wie zum Beispiel einen Vergaser zur Verbrennung des Brennstoffs zur Erstellung der unbehandelten Synthesegase, bereitgestellt werden. Der Ezeugungszyklus des Gasturbinenantriebs wird oft als „Nachfüllzyklus“ bezeichnet, während der Erzeugungszyklus des Dampfturbinenantriebs oft als „Nachschaltprozess“ bezeichnet wird. Die Kombination dieser beiden Zyklen kann zu größeren Wirkungsgraden in beiden Zyklen führen. Insbesondere kann Abwärme aus dem Nachfüllzyklus aufgenommen und verwendet werden, um Dampf zur Verwendung in dem Nachschaltprozess zu erzeugen.
  • Um die Erstellung der Prüfanforderungen durch das Prüfanforderungserstellungssystem 47 besser zu veranschaulichen, ist ein Beispiel in Bezug auf die Gasturbine 114 bereitgestellt. Die Gasturbine 114 kann einen Hals einschließen, der zwischen Leitschaufeln einer Düse der Gasturbine 114 ausgebildet ist. Das Prüfanforderungserstellungssystem 47 kann durch ein CAD-Modell der Düse der Gasturbine 114 iterieren, um Prüfanforderungen entlang der Leitschaufeln der Düse zu erstellen. Das Prüfanforderungserstellungssystem 47 kann eine CMM-Eingabedatei ausgeben, welche die Prüfanforderungen einschließt. Das CMM-System kann eine Prüfung gemäß der CMM-Eingabedatei vervollständigen. Ferner können die vorliegende Position und Größe des Halses auf Grundlage der durch das CMM-System erhaltenen Messungen bestimmt werden. Ferner können bestimmte Betriebsparameter der Gasturbine 114 (z. B. eine Durchflussrate zwischen den Leitschaufeln) auf Grundlage der vorliegenden Position und Größe des Halses bestimmt werden. Die bestimmten Betriebsparameter können bestimmte Einstellungen zum Betrieb des Stromerzeugungssystems 100 ermöglichen. Somit ermöglicht das Prüfanforderungserstellungssystem 47 einen effizienteren Betrieb des Stromerzeugungssystems 100 und/oder Teilen davon.
  • In bestimmten Ausführungsformen kann das System 100 kann auch eine Steuereinheit 130 einschließen. Die Steuereinheit 130 kann kommunikativ mit einer Anzahl von Sensoren 132, einer Mensch-Maschine-Schnittstelle-Bedienoberfläche (HMI) 134 und einem oder mehreren Stellgliedern 136, die zur Steuerung von Komponenten des Systems 100 geeignet sind, gekoppelt sein. Die Stellglieder 136 können Ventile, Schalter, Positionierer, Pumpen und dergleichen einschließen, die zum Steuern der verschiedenen Komponenten des Systems 100 geeignet sind. Die Steuereinheit 130 kann Daten von den Sensoren 132 empfangen und zum Steuern des Verdichters 108, der Brennkammern 110, der Turbine 114, des Abgasabschnitts 118, der Last 124, des HRSG 128 und so weiter verwendet werden.
  • In bestimmten Ausführungsformen kann die HMI-Bedienoberfläche 134 durch ein oder mehrere Rechensysteme des Systems 100 ausführbar sein. Ein Anlagenbetreiber kann über die HMI-Bedienoberfläche 100 eine Schnittstelle zum Industriesystem 134 herstellen. Dementsprechend kann die HMI-Bedienoberfläche 134 verschiedene Eingabe- und Ausgabevorrichtungen (z. B. Maus, Tastatur, Monitor, Berührungsbildschirm oder eine andere geeignete Eingabe - und/oder Ausgabevorrichtung) einschließen, so dass der Anlagenbetreiber Befehle (z. B. Steuer - und/oder Bedienbefehle) für die Steuereinheit 130 bereitstellen kann.
  • Die Steuereinheit 130 kann Prozessoren 140 (z. B. Mikroprozessoren) einschließen, die die Softwareprogramme zum Durchführen der offenbarten Techniken ausführen können. Darüber hinaus kann der Prozessor 140 eine Vielzahl von Mikroprozessoren, einen oder mehrere „allgemeine“ Mikroprozessoren, einen oder mehrere spezielle Mikroprozessoren und/oder eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICS) oder eine Kombination davon einschließen. Zum Beispiel kann der Prozessor 140 einen oder mehrere Prozessoren mit reduziertem Befehlssatz (RISC) einschließen. Die Steuereinheit 130 kann eine Speichervorrichtung 142 zum Speichern von Informationen, wie Steuersoftware, Nachschlagetabellen, Konfigurationsdaten, etc., einschließen. Die Speichervorrichtung 142 kann ein materielles, nicht transitorisches, maschinenlesbares Medium einschließen, wie einen flüchtigen Speicher (z. B. einen Arbeitsspeicher (RAM)) und/oder einen nicht flüchtigen Speicher (z. B. einen Festwertspeicher (ROM), einen Flash-Speicher, eine Festplatte, oder ein anderes geeignetes optisches, magnetisches oder Festspeichermedium oder eine Kombination davon).
  • Wie oben beschrieben, können Komponenten des Stromerstellungssystems 100 überprüft werden, um sicherzustellen, dass bestimmte Entwurfsvorgaben erfüllt sind und um bestimmte Parameter des Stromerstellungssystems 100 zu bestimmen. Beispielsweise kann eine Turbinendüse des Stromerzeugungssystems 100 geprüft werden, um eine Größe und Position eines vorliegenden Düsenhalses zu bestimmen. Auf Grundlage der gemessenen Größe und aktuellen Position des Halses können bestimmte Betriebsparameter der Turbinendüse angepasst werden, um die Leistung zu optimieren, die durch das Stromerzeugungssystem 100 erzeugt wird. Unter diesem Aspekt betrachtet ist 4 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Prozesses 200, der zum Erstellen eines Satzes von Prüfanforderungen für eine Turbinendüse über das CAx-System 10 in 1 und/oder über das Prüfanforderungserstellungssystem 47 in 2 geeignet ist. Beispielsweise kann der Prozess 200 als Rechencode oder als Anweisungen implementiert sein, die im Speicher 26 gespeichert sind und über den Prozessor 24 ausführbar sind. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Verfahren 200 in Hardware implementiert werden, wie zum Beispiel in einen maßgeschneiderten Chip, einen FPGA-Chip und dergleichen. Ferner kann das Verfahren 200 über die Cloud 74 ausführbar sein.
  • In der dargestellten Ausführungsform kann das Verfahren 200 ein CAD-Modell 202 als Eingabe verwenden, um die Prüfanforderungen zu erstellen. Beispielsweise kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 verwendet werden, um auf einer Rechensystemanzeige das CAD-Modell 202 über das CAD-System 32 in 2 anzuzeigen. Das CAD-Modell 202 kann das Stromerstellungssystem 100 ganz oder teilweise einschließen. Zum Beispiel kann das CAD-Modell 202 eine Turbinendüse mit Leitschaufeln einschließen. Wie unten beschrieben, kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 Prüfanforderungen auf Grundlage des CAD-Modells 202 erstellen. Diese Prüfanforderungen können Prüfpunkte entlang von Abschnitten des CAD-Modells, Prüfvektoren, die Verfahrwege eines Prüfungssystems (z. B. des CMM-Systems 38) zu den Prüfpunkten definieren, und andere Prüfanforderungen einschließen, die sich auf eine Verengung beziehen.
  • Nach dem Empfangen und/oder Anzeigen des CAD-Modells 202 kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 automatisch die radialen Abschnitte (z. B. Block 204) der Turbinendüse innerhalb des CAD-Modells 202 bestimmen. Beispielsweise ist 5 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform des CAD-Modells einschließlich eines Abschnitts einer Turbinendüse 300 mit Leitschaufeln 302. Wie veranschaulicht, sind die Leitschaufeln 302 starr an eine innere Seitenwand 304 und an eine äußere Seitenwand 306 gekoppelt. Wie hierin beschrieben, bewirkt die Turbinendüse 300 die Steuerung des Fluids (z. B. Luft) durch Öffnungen 308, die zwischen den Leitschaufeln 302 ausgebildet sind. Die Leitschaufeln 302 leiten und/oder verdichten das durch die Turbinendüse 300 strömende Fluid.
  • In bestimmten Ausführungsformen kann das CAD-Modell bei der Herstellung der Turbinendüse 300 als Referenz verwendet werden. Zum Beispiel können die Turbinendüse 300 oder Abschnitte der Turbinendüse 300 basierend auf Zeichnungen aus dem CAD-Modell gegossen werden. Der Herstellungsprozess für die Turbinendüse 300 kann bestimmte Toleranzwerte einschließen, so dass die zwischen den Leitschaufeln 308 des Gussteils gebildeten Öffnungen 302 variieren können (d. h. bestimmte Abschnitte der Öffnungen 308 können schmaler als andere Abschnitte sein). Wenn das Fluid durch eine jeweilige Öffnung 308 zwischen zwei Leitschaufeln 302 strömt, können die schmaleren Abschnitte der Öffnung 308 die Fluidströmung mehr blockieren als andere Abschnitte der Öffnung 308. Dementsprechend können ein oder mehrere der schmaleren Abschnitte einen Hals zwischen zwei Leitschaufeln 302 bilden. Eine Größe und eine Stelle des Halses entlang der Öffnung 308 und entlang jeder der beiden Leitschaufeln 302 können nützlich sein, um bestimmte Gesichtspunkte des Stromerzeugungssystems zu bestimmen. Zum Beispiel können anhand der Größe und Position des Halses ein Wirkungsgrad, eine Menge der erzeugten Leistung und andere Werte in Verbindung mit dem Betrieb der Stromerstellungsanlage bestimmt werden. Folglich kann es vorteilhaft sein, die eigentlichen Halseigenschaften zu bestimmen, um tatsächliches Wissen darüber abzuleiten, wie ein hergestelltes Teil funktionieren wird.
  • Wie veranschaulicht, schließt jede Öffnung 308 radiale Abschnitte 310 ein, die sich über eine Breite von jeder Öffnung 308 zwischen den Leitschaufeln 302 spannen. Zum Beispiel schließt eine Öffnung 308A radiale Abschnitte 310A, 310B, 310C, 310D uns 310F entlang einer Breite der Öffnung 308A zwischen einer ersten Leitschaufel 302A und einer zweiten Leitschaufel 302B ein. Jeder radiale Abschnitt 310 erstreckt sich entlang einer zweidimensionalen Ebene zwischen den Leitschaufeln 302. Ferner verläuft im Allgemeinen jeder radiale Abschnitt 310 parallel zur inneren Seitenwand 304 und der äußeren Seitenwand 306 und im Allgemeinen senkrecht zu den jeweiligen Leitschaufeln 302. In bestimmten Ausführungsformen kann jede Öffnung 308 mehr oder weniger radiale Abschnitte 310 (z. B. einen radialen Abschnitt 310, zwei radiale Abschnitte 310, drei radiale Abschnitte 310, vier radiale Abschnitte 310, sechs radiale Abschnitte 310) einschließen.
  • Wie hierin beschrieben, kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 an jedem radialen Abschnitt 310 Prüfanforderungen erzeugen. Zum Beispiel kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 zuerst automatisch eine Anzahl von radialen Abschnitten 310 und eine Position jedes radialen Abschnitts 310 entlang der Öffnung 308 bestimmen. In bestimmten Ausführungsformen kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 eine Benutzereingabe empfangen, welche die Anzahl radialer Abschnitte 310 und die Stelle jedes radialen Abschnitts 310 entlang der Öffnung 308 angibt (z. B. zwischen und entlang der Leitschaufeln 302). Zum Beispiel kann in der veranschaulichten Ausführungsform das Prüfanforderungserstellungssystem 47 die radialen Abschnitte 310A, 310B, 310C, 310D, und 310E entlang der Öffnung 308A definieren, wobei jeder eine bestimmte Position aufweist. Anzahl und Position der radialen Abschnitte 310 können auf Grundlage einer gewünschten Detailgenauigkeit der Prüfanforderungen, bestimmter Prüfungstoleranzen, dem Teileentwurf, anderer Faktoren, welche die Bestimmung der Größe und der Stelle der Verengung beeinflussen, oder einer Kombination davon, bestimmt werden. In bestimmten Ausführungsformen kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 eine Dialogbox über das CAD-System 32, das CAE-System 34 und/oder unabhängig bereitstellen, das die auswählbaren Optionen für die Detailgenauigkeit der Prüfanforderungen, die Prüfungstoleranzen, Gesichtspunkte des Teileentwurfs und die anderen Faktoren bereitstellt. Auf Grundlage einer ausgewählten Teilmenge der auswählbaren Optionen kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 automatisch die Anzahl und die Position der radialen Abschnitte 310 bestimmen.
  • Im Verfahren 200 in 4 bestimmt das Prüfanforderungserstellungssystem 47 nach dem Bestimmen und der Erstellung der radialen Abschnitte entlang der Öffnungen der Turbinendüse (z. B. in Block 204) automatisch eine nominale Verengung an der Position jedes radialen Abschnitt 310 (z. B. in Block 206). Wie hierin verwendet, nimmt die nominale Verengung auf die Position der Verengung in dem CAD-Modell Bezug. 6 ist zum Beispiel eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform der Turbinendüse 300 in 5, die eine nominale Halsposition 320 zwischen der ersten Leitschaufel 302A und der zweiten Leitschaufel 302B aufweist. Jeder radiale Abschnitt 310 kann die nominale Halsposition 320 einschließen. Zum Beispiel ist die nominale Halsposition 320 der kürzeste Abstand zwischen der ersten Leitschaufel 302A und der zweiten Leitschaufel 302B innerhalb des ersten radialen Abschnitts 310A. Auf Grundlage der jeweiligen Positionen der ersten Leitschaufel 302A und der zweiten Leitschaufel 302B innerhalb des CAD-Modells kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 automatisch die Nennposition des Halses 320 bestimmen. Das Prüfanforderungserstellungssystem 47 kann durch das CAD-Modell iterieren, um die Nennposition des Halses 320 an jedem radialen Abschnitt 310 zu bestimmen.
  • Wie veranschaulicht, schließt die erste Leitschaufel 302A eine Saugseite 322 ein, die sich konvex von einer Vorderkante 324 zu einer Hinterkante 326 der ersten Leitschaufel 302A erstreckt. Die zweite Leitschaufel 302B schließt eine Druckseite 330 ein, die sich konkav von einer Vorderkante 332 zu einer Hinterkante 334 der zweiten Leitschaufel 302B erstreckt. Wenn das Fluid durch den ersten radialen Abschnitt 310A strömt, kann ein erster Druck des Fluids im Allgemeinen entlang der Saugseite 322 im Vergleich zu einem zweiten Druck des Fluids entlang der Druckseite 330 niedriger sein. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 einen ersten Satz Prüfanforderungen entlang der Saugseite 322 der ersten Leitschaufel 302A und einen zweiten Satz Prüfanforderungen entlang der Druckseite 330 der zweiten Leitschaufel 302B erstellen. Der erste Satz Prüfungsanforderungen kann im Allgemeinen um die Nennposition des Halses 320 entlang der Saugseite 322 angeordnet sein. Der zweite Satz Prüfanforderungen kann im Allgemeinen um die Nennposition des Halses 320 entlang der Druckseite 330 und entlang einer Phantomkante 340 angeordnet sein. Die Phantomkante 340 ist eine Verlängerung der zweiten Leitschaufel 302B, die tangential zur Oberfläche der zweiten Leitschaufel 302B an der Nennposition des Halses 320 verläuft. Da die Nennposition des Halses 320 an der zweiten Leitschaufel 302B im Allgemeinen an der Hinterkante 334 angeordnet ist, ist die Phantomkante 340 zur Berücksichtigung der Toleranzbereiche der Hinterkante 334 eingeschlossen. Zum Beispiel kann eine Position der Hinterkante 334 zwischen einigen Leitschaufeln 302 variieren. Die Phantomkante 340 stellt eine Erweiterung der Hinterkante 334 bereit, um die Erstellung des zweiten Satzes Prüfanforderungen entlang der Druckseite 330 der zweiten Leitschaufel 302B zu ermöglichen.
  • In 4 setzt das Prüfanforderungserstellungssystem 47 nach der Bestimmung der Nennposition des Halses 320 für jeden radialen Abschnitt (z. B. in Block 206) mit einem Prüfanforderungserstellungsverfahren 210 fort. Bei dem Prüfanforderungserstellungsverfahren 210 erstellt das Prüfanforderungserstellungssystem 47 auf Grundlage der Nennposition des Halses 320 einen ersten Satz Prüfanforderungen (z. B. Block 212). Der erste Satz Prüfanforderungen ist im Allgemeinen entlang der Saugseite 322 der ersten Leitschaufel 302A in 6 positioniert. Zur Erstellung des ersten Satzes Prüfanforderungen (z. B. Block 212) schließt das Prüfanforderungserstellungsverfahren 210 die Erstellung einer ersten resultierende Kurve entlang des ersten radialen Abschnitts (z. B. Block 214), die Erstellung eines mittleren Prüfpunkts entlang der ersten resultierenden Kurve (z. B. Block 216) an der Nennposition des Halses 320, die Erstellung einer ersten und zweiten Anordnung von Prüfpunkten (z. B. Block 218), die Erstellung eines mittleren Prüfvektors (z. B. Block 220) und die Erstellung eines ersten und zweiten Satzes von Prüfvektoren (z. B. Block 222) ein.
  • Zur besseren Veranschaulichung der Erstellung des ersten Satzes Prüfanforderungen zeigt 7 eine perspektivische Schnittansicht einer Ausführungsform eines Teils eines ersten Satzes Prüfanforderungen 400 entlang der ersten Leitschaufel 302A und entlang des ersten radialen Abschnitts 310A in 5. Wie veranschaulicht, schließt der erste Satz Prüfanforderungen 400 Prüfpunkte 402 ein. Jeder Prüfpunkt 402 ist eine Position entlang einer Oberfläche der ersten Leitschaufel 302A, an dem die Position gemessen werden kann. Das Prüfanforderungserstellungssystem 47 in 2 erzeugt eine erste resultierende Kurve 406 entlang des ersten radialen Abschnitts 310A und entlang der ersten Leitschaufel 302A (z. B. Block 214 in 4). Die erste resultierende Kurve 406 folgt einer Kontur der Oberfläche der ersten Leitschaufel 302A entlang des ersten radialen Abschnitts 310A. Das Prüfanforderungserstellungssystem 47 erstellt auch einen mittleren Prüfpunkt 408 entlang der ersten resultierenden Kurve 406 (z. B. Block 216 in 4) an einem Schnittpunkt der Nennposition des Halses mit der ersten resultierenden Kurve 406. Die Prüfpunkte 402 schließen den mittleren Prüfpunkt 408 in einer Mitte der Prüfpunkte 402 ein.
  • Das Prüfanforderungserstellungssystem 47 bestimmt/erstellt dann eine mittlere Ebene 410, die sich entlang der Nennposition des Halses erstreckt und parallel zu dieser verläuft. Die mittlere Ebene 410 verläuft auch im Allgemeinen senkrecht zur ersten resultierenden Kurve 406 und schneidet die erste resultierende Kurve 406 am mittleren Prüfpunkt 408. Danach bestimmt/erstellt das Prüfanforderungserstellungssystem 47 eine erste Anordnung von Ebenen und eine zweite Anordnung von Ebenen parallel zur mittleren Ebene 410 und auf jeder Seite der Ebene 410. Wie veranschaulicht, ist eine Ebene 412 der ersten Anordnung von Ebenen parallel zur mittleren Ebene 410 positioniert. Ähnlich zur Ebene 412 kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 den Rest der ersten Anordnung von Ebenen auf derselben Seite der mittleren Ebene 410 als Ebene 412 erstellen. Außerdem kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 die zweite Anordnung von Ebenen auf der der mittleren Ebene 410 entgegengesetzten Seite aus Ebene 412 erstellen. Um jedoch die Ebenen 410 und 412 zusammen mit ihren zugehörigen Prüfpunkten 402 besser zu zeigen, sind nur die Ebenen 410 und 412 in 7 veranschaulicht. Der Abstand zwischen jeder Ebene kann zwischen den Ausführungsformen variieren. Beispielsweise kann der Abstand in einer ersten Ausführungsform 0,5 Millimeter (mm) betragen und in anderen jeweiligen Ausführungsformen andere Größen (z. B. 0,1 mm, 0,2 mm, 0,4 mm, 1 mm, 5 mm) aufweisen.
  • Das Prüfanforderungserstellungssystem 47 erstellt dann eine erste Anordnung von Prüfpunkten 420 und eine zweite Anordnung von Prüfpunkten 422 (z. B. Block 218 in 4). Jeder Prüfpunkt der ersten Anordnung von Prüfpunkten 420 befindet sich an einem Schnittpunkt der ersten resultierenden Kurve 406 mit einer zugehörigen Ebene der ersten Anordnung von Ebenen. Jeder Prüfpunkt der zweiten Anordnung von Prüfpunkten 422 befindet sich an einem Schnittpunkt der ersten resultierenden Kurve 406 mit einer zugehörigen Ebene der zweiten Anordnung von Ebenen. Der mittlere Prüfpunkt 408 befindet sich zwischen der ersten Anordnung von Prüfpunkten 420 und der zweiten Anordnung von Prüfpunkten 422. Ferner schließen die Prüfpunkte 402 den mittleren Prüfpunkt 408, die erste Anordnung von Prüfpunkten 420 und die zweite Anordnung von Prüfpunkten 422 ein.
  • Der mittlere Prüfpunkt 408 befindet sich an der Nennposition des Halses, da in bestimmten Ausführungsformen der mittlere Prüfpunkt 408 die wahrscheinlichste Position des vorliegenden Halses entlang der ersten Leitschaufel 302A ist. Wenn beispielsweise die Düse genau gemäß dem CAD-Modell 202 hergestellt wird, ist die vorliegende Düsenöffnung an der Nennposition des Halses positioniert. Ferner schließt der erste Satz Prüfanforderungen 400 die erste Anordnung von Prüfpunkten 420 und die zweite Anordnung von Prüfpunkten 422 auf jeder Seite des mittleren Prüfpunkts 408 ein, um mögliche Variationen im vorliegenden Hals zu berücksichtigen. Somit stellt der erste Satz Prüfanforderungen 400 verschiedene prüfbare Positionen entlang der ersten Leitschaufel 302A bereit, um die Bestimmung des vorliegenden Halses zu ermöglichen.
  • 8 ist eine perspektivische Schnittansicht einer Ausführungsform des ersten Satzes Prüfanforderungen 400 entlang der ersten Leitschaufel 302A und entlang des ersten radialen Abschnitts 310A in 7. Wie veranschaulicht, schließt der erste Satz Prüfanforderungen 400 die Prüfpunkte 402 und Prüfvektoren 428 ein. Jeder Prüfvektor 428 schneidet einen zugehörigen Prüfpunkt 402 entlang der ersten Leitschaufel 302A und erstreckt sich in den ersten radialen Abschnitt 310A. Zusätzlich definiert jeder Prüfvektor 428 einen Pfad, dem eine Messvorrichtung folgen kann, um einen zugehörigen Prüfpunkt 402 zu messen. Zum Beispiel kann das hierin beschriebene CMM-System den Prüfvektoren 428 folgen, um die Position der zugehörigen Prüfpunkte 402 zu messen.
  • Um die Prüfvektoren 428 bereitzustellen, erstellt das Prüfanforderungserstellungssystem 47 einen mittleren Prüfvektor 430 (z. B. Block 220 in 4), der den mittleren Prüfpunkt 408 schneidet und sich in den ersten radialen Abschnitt 310A erstreckt (z. B. in die zweidimensionale Ebene, die durch den ersten radialen Abschnitt 310A definiert ist). Der mittlere Prüfvektor 430 liegt normgemäß zur ersten Leitschaufel 302A am mittleren Prüfpunkt 408. Dementsprechend erstreckt sich der mittlere Prüfvektor 430 von und normgemäß zur ersten Leitschaufel 302A am mittleren Prüfpunkt 408. In bestimmten Ausführungsformen kann der mittlere Prüfvektor 430 in anderen Winkeln zur Leitschaufel 302A angeordnet sein. Das Prüfanforderungserstellungssystem 47 erstellt dann eine erste Anordnung von Prüfvektoren 432 und eine zweite Anordnung von Prüfvektoren 434. Die erste Anordnung von Prüfvektoren 432 befindet sich auf einer ersten Seite des mittleren Prüfvektors 430, und die zweite Anordnung von Prüfvektoren 434 befindet sich auf einer zweiten Seite des mittleren Prüfvektors 430, die im Allgemeinen der ersten Seite des mittleren Prüfvektors 430 gegenüber liegt. Zusätzlich verläuft jeder Prüfvektor der ersten Anordnung von Prüfvektoren 432 und der zweiten Anordnung von Prüfvektoren 434 parallel zum mittleren Prüfvektor 430 und schneidet die erste resultierende Kurve 406. Wie veranschaulicht, ist jeder Prüfvektor der Prüfvektoren 428 (z. B. der mittlere Prüfvektor 430, die erste Anordnung von Prüfvektoren 432 und die zweite Anordnung von Prüfvektoren 434) gleichmäßig voneinander beabstandet, und jeder Prüfvektor der Prüfvektoren 428 erstreckt sich entlang des ersten radialen Abschnitts 310A.
  • In der veranschaulichten Ausführungsform schließt der erste Satz von Prüfanforderungen 400 neunundzwanzig Prüfpunkte 402 ein (d. h. den mittleren Prüfpunkt 408, vierzehn Prüfpunkte der ersten Anordnung von Prüfpunkten 420 und vierzehn Prüfpunkte der zweiten Anordnung von Prüfpunkten 422). Der erste Satz Prüfanforderungen 400 schließt auch neunundzwanzig zugehörige Prüfvektoren 428 ein (d. h. den mittleren Prüfvektor 430, vierzehn Prüfvektoren der ersten Anordnung von Prüfvektoren 432 und vierzehn Prüfvektoren der zweiten Anordnung von Prüfvektoren 434). Jedoch können in bestimmten Ausführungsformen die Prüfpunkte 402 mehr oder weniger Prüfpunkte einschließen, und die Prüfvektoren 428 können mehr oder weniger zugehörige Prüfvektoren einschließen. Die Anzahl der Prüfpunkte und die entsprechende Anzahl der Prüfvektoren können von einer gewünschten Detailgenauigkeit der Messungen auf Grundlage der Prüfanforderungen, bestimmter Toleranzen, des Teileentwurfs, anderer Faktoren zur Bestimmung der Größe und Position der vorliegenden Verengung oder einer Kombination davon abhängen. Beispielsweise ermöglichen die neunundzwanzig Prüfpunkte 402 und die neunundzwanzig zugehörigen Prüfvektoren 428 in der veranschaulichten Ausführungsform eine Messung der ersten Leitschaufel 302A und eine genaue Bestimmung des vorliegenden Halses entlang der ersten Leitschaufel 302A, ohne ein Prüfungssystem (z. B. das CMM-System) zu überlasten. In bestimmten Ausführungsformen kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 eine Dialogbox mit auswählbaren Optionen bereitstellen, die eine wählbare Anzahl von Prüfpunkten und entsprechenden Prüfvektoren einschließen.
  • Jeder Prüfvektor der Prüfvektoren 428 definiert einen Pfad, durch den eine Messvorrichtung fahren kann, um einen entsprechenden Prüfpunkt der Prüfpunkte 402 zu messen. Zum Beispiel definiert der mittlere Prüfvektor 430 einen Pfad, den eine Messvorrichtung (z. B. eine Sonde des CMM-Systems) zurücklegen kann, um den mittleren Prüfpunkt 408 zu messen. Die definierten und beständigen Messpfade (z. B. die Prüfvektoren 428) zum Messen der Prüfpunkte 402 ermöglichen mehr Konsistenz sowie einen einfacheren Vergleich und eine einfachere Analyse innerhalb der Prüfberichte. Darüber hinaus stellen die gleich bleibenden Abstände zwischen den Prüfvektoren 428 sowie die parallele Positionierung der Prüfvektoren 428 die Konsistenz in der Methodik zum Erfassen von Messwerten für jeden Prüfpunkt 402 sicher.
  • In 4 schließt das Prüfanforderungserstellungsverfahren 210 auch das Erstellen eines zweiten Satzes von Prüfanforderungen (z. B. Block 230) ein. Der zweite Satz Prüfanforderungen ist im Allgemeinen entlang der Druckseite 330 der zweiten Leitschaufel 302B in 6 positioniert. Dementsprechend können der erste Satz Prüfanforderungen und der zweite Satz Prüfanforderungen für den ersten radialen Abschnitt 310A erstellt werden, wie durch Block 232 angezeigt. Zur Erstellung des zweiten Satzes Prüfanforderungen (z. B. Block 230) schließt das Prüfanforderungserstellungsverfahren 210 das Erstellen einer zweiten resultierenden Kurve entlang des ersten radialen Abschnitts (z. B. Block 234), das Erstellen eines mittleren Prüfpunkts entlang der zweiten resultierenden Kurve (z. B. Block 236), das Erstellen einer ersten und einer zweiten Anordnung von Prüfpunkten (z. B. Block 238), das Erstellen eines mittleren Prüfvektors (z. B. Block 240) und das Erstellen einer ersten und einer zweiten Anordnung von Prüfvektoren (z. B. Block 242) ein.
  • Um die Erstellung des zweiten Satzes Prüfanforderungen besser zu veranschaulichen, zeigt 9 eine perspektivische Schnittansicht einer Ausführungsform eines zweiten Satzes Prüfanforderungen 500 entlang der zweiten Leitschaufel 302B und entlang des ersten radialen Abschnitts 310A in 5. Wie veranschaulicht, kann der zweite Satz Prüfanforderungen 500 Prüfpunkte 502 einschließen. Jeder Prüfpunkt 502 ist eine Position entlang der zweiten Leitschaufel 302B, an der die Position gemessen werden kann. Das Prüfanforderungserstellungssystem 47 erstellt eine zweite resultierende Kurve 506 entlang des ersten radialen Abschnitts 310A und entlang der zweiten Leitschaufel 302B (z. B. Block 234 in 4). Die zweite resultierende Kurve 506 folgt einer Kontur der Oberfläche der zweiten Leitschaufel 302B entlang des ersten radialen Abschnitts 310A. Das Prüfanforderungserstellungssystem 47 erstellt auch einen mittleren Prüfpunkt 508 entlang der zweiten resultierenden Kurve 506 (z. B. in Block 236 in 4) an einem Schnittpunkt der Nennposition des Halses mit der zweiten resultierende Kurve 506. Die Prüfpunkte 502 schließen den mittleren Prüfpunkt 508 in einer Mitte der Prüfpunkte 502 ein.
  • Das Prüfanforderungserstellungssystem 47 bestimmt/erstellt dann eine mittlere Ebene 510, die sich entlang der Nennposition des Halses erstreckt und parallel zu dieser verläuft. Die mittlere Ebene 510 ist auch im Allgemeinen senkrecht zur zweiten resultierenden Kurve 506 und schneidet die zweite resultierende Kurve 506 am mittleren Prüfpunkt 508. Danach bestimmt/erstellt das Prüfanforderungserstellungssystem 47 eine erste Anordnung von Ebenen und eine zweite Anordnung von Ebenen parallel zur mittleren Ebene 510 und auf jeder Seite der Ebene 510. Wie veranschaulicht, verläuft eine Ebene 512 der ersten Anordnung von Ebenen parallel zur mittleren Ebene 510. Ähnlich zur Ebene 512 kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 den Rest der ersten Anordnung von Ebenen auf derselben Seite der mittleren Ebene 510 als Ebene 512 erstellen. Zusätzlich kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 die zweite Anordnung von Ebenen auf der der mittleren Ebene 510 gegenüber liegenden Ebene 512 erstellen. Um jedoch die Ebenen 510 und 512 zusammen mit ihren entsprechenden Prüfpunkten 502 besser zu zeigen, sind in 7 nur die Ebenen 510 und 512 veranschaulicht. Der Abstand zwischen jeder Ebene kann zwischen den Ausführungsformen variieren. Beispielsweise kann der Abstand in einer ersten Ausführungsform 0,5 Millimeter (mm) betragen und in anderen jeweiligen Ausführungsformen andere Größen (z. B. 0,1 mm, 0,2 mm, 0,4 mm, 1 mm, 5 mm) aufweisen.
  • Das Prüfanforderungserstellungssystem 47 erstellt dann eine erste Anordnung von Prüfpunkten 520 und eine zweite Anordnung von Prüfpunkten 522 (z. B. Block 238 in 4). Jeder Prüfpunkt der ersten Anordnung von Prüfpunkten 520 befindet sich an einem Schnittpunkt der zweiten resultierenden Kurve 506 mit einer zugehörigen Prüfebene der ersten Anordnung von Ebenen. Jeder Prüfpunkt der zweiten Anordnung von Prüfpunkten 522 befindet sich an einem Schnittpunkt der zweiten resultierenden Kurve 506 mit einer zugehörigen Ebene der zweiten Anordnung von Ebenen. Der mittlere Prüfpunkt 508 befindet sich zwischen der ersten Anordnung von Prüfpunkten 520 und der zweiten Anordnung von Prüfpunkten 522. Ferner schließen die Prüfpunkte 502 den mittleren Prüfpunkt 508, die erste Anordnung von Prüfpunkten 520 und die zweite Anordnung von Prüfpunkten 522 ein.
  • Der mittlere Prüfpunkt 508 befindet sich an der Nennposition des Halses, da in bestimmten Ausführungsformen der mittlere Prüfpunkt 508 die wahrscheinlichste Position des vorliegenden Halses entlang der zweiten Schaufel 302B ist. Ferner schließt der zweite Satz Prüfanforderungen 500 die erste Anordnung von Prüfpunkten 520 und die zweite Anordnung von Prüfpunkten 522 auf jeder Seite des mittleren Prüfpunkts 508 ein, um mögliche Variationen des vorliegenden Halses zu berücksichtigen. Dementsprechend stellt der zweite Satz Prüfanforderungen 500 verschiedene prüfbare Positionen entlang der zweiten Leitschaufel 302B bereit, um die Bestimmung des vorliegenden Halses zu ermöglichen.
  • 10 ist eine perspektivische Schnittansicht einer Ausführungsform des zweiten Satzes Prüfanforderungen 500 entlang der zweiten Leitschaufel 302B und entlang des ersten radialen Abschnitts 310A in 9. Wie veranschaulicht, schließt der zweite Satz Prüfanforderungen 500 die Prüfpunkte 502 und Prüfvektoren 528 ein. Jeder Prüfvektor 528 überschneidet sich mit einem zugehörigen Prüfpunkt 502 an der Druckseite 330 der zweiten Leitschaufel 302B und erstreckt sich in den ersten radialen Abschnitt 310A. Zusätzlich definiert jeder Prüfvektor 528 einen Pfad, dem eine Messvorrichtung folgen kann, um einen entsprechenden Prüfpunkt 502 zu messen. Zum Beispiel kann das hierin beschriebene CMM-System den Prüfvektoren 528 folgen, um die Position der entsprechenden Prüfpunkte 502 zu messen.
  • Zum Bereitstellen der Prüfvektoren 528 erstellt das Prüfanforderungserstellungssystem 47 einen mittleren Prüfvektor 530 (z. B. Block 240 in 4), der den mittleren Prüfpunkt 508 schneidet und sich entlang des ersten radialen Abschnitts 310A erstreckt. Wie veranschaulicht, verläuft der mittlere Prüfvektor 530 normgemäß zur zweiten Leitschaufel 302B. In bestimmten Ausführungsformen kann der mittlere Prüfvektor 530 in anderen Winkeln zur zweiten Leitschaufel 302B angeordnet sein. Das Prüfanforderungserstellungssystem 47 erstellt dann eine erste Anordnung von Prüfvektoren 532 und eine zweite Anordnung von Prüfvektoren 534. Die erste Anordnung von Prüfvektoren 532 befindet sich auf einer ersten Seite des mittleren Prüfvektors 530, und die zweite Anordnung von Prüfvektoren 534 befindet sich auf einer zweiten Seite des mittleren Prüfvektors 530, die der ersten Seite des mittleren Prüfvektors 530 im Allgemeinen gegenüber liegt. Zusätzlich ist jeder Prüfvektor der ersten Anordnung von Prüfvektoren 532 und der zweiten Anordnung von Prüfvektoren 534 parallel zum mittleren Prüfvektor 530 und schneidet die zweite resultierende Kurve 506. Wie veranschaulicht, ist jeder Prüfvektor der Prüfvektoren 528 (z. B. der mittlere Prüfvektor 530, die erste Anordnung von Prüfvektoren 532 und die zweite Anordnung von Prüfvektoren 534) gleichmäßig voneinander beabstandet, und jeder Prüfvektor der Prüfvektoren 528 erstreckt sich entlang des ersten radialen Abschnitts 310A.
  • Die definierten und beständigen Messpfade (z. B. die Prüfvektoren 528) zum Messen der Prüfpunkte 502 ermöglichen mehr Konsistenz sowie einen einfacheren Vergleich und eine einfachere Analyse innerhalb der Prüfberichte. Darüber hinaus stellen die gleich bleibenden Abstände zwischen den Prüfvektoren 528 sowie die parallele Positionierung der Prüfvektoren 528 die Konsistenz in der Methodik zum Erfassen von Messwerten für jeden Prüfpunkt 502 sicher.
  • In der veranschaulichten Ausführungsform schließt der zweite Satz Prüfanforderungen 500 neunundzwanzig Prüfpunkte 502 (d. h. den mittleren Prüfpunkt 508, vierzehn Prüfpunkte der ersten Anordnung von Prüfpunkten 520 und vierzehn Prüfpunkte der zweiten Anordnung von Prüfpunkten 522) ein. Der zweite Satz Prüfanforderungen 500 schließt auch neunundzwanzig zugehörige Prüfvektoren 528 ein (d. h. den mittleren Prüfvektor 530, vierzehn Prüfvektoren der ersten Anordnung von Prüfvektoren 532 und vierzehn Prüfvektoren der zweiten Anordnung von Prüfvektoren 534). Jedoch können in bestimmten Ausführungsformen die Prüfpunkte 502 mehr oder weniger Prüfpunkte einschließen, und die Prüfvektoren 528 können mehr oder weniger zugehörige Prüfvektoren einschließen. Die Anzahl der Prüfpunkte und die entsprechende Anzahl der Prüfvektoren können von einer gewünschten Detailgenauigkeit der Messungen auf Grundlage der Prüfanforderungen, bestimmter Toleranzen, des Teileentwurfs, anderer Faktoren zur Bestimmung der Größe und Position der vorliegenden Verengung oder einer Kombination davon abhängen. Beispielsweise ermöglichen die neunundzwanzig Prüfpunkte 502 und die neunundzwanzig zugehörigen Prüfvektoren 528 in der veranschaulichten Ausführungsform eine Messung der zweiten Leitschaufel 302B und eine genaue Bestimmung des vorliegenden Halses entlang der zweiten Leitschaufel 302B, ohne ein Prüfsystem (z. B. das CMM-System) zu überlasten.
  • Jeder Prüfvektor der Prüfvektoren 528 definiert einen Pfad, durch den eine Messvorrichtung fahren kann, um einen entsprechenden Prüfpunkt der Prüfpunkte 502 zu messen. Beispielsweise definiert der mittlere Prüfvektor 530 einen Pfad, durch den eine Messvorrichtung fahren kann, um den mittleren Prüfpunkt 508 zu messen. Die definierten und beständigen Messpfade (z. B. die Prüfvektoren 528) zum Messen der Prüfpunkte 502 ermöglichen mehr Konsistenz sowie einen einfacheren Vergleich und eine einfachere Analyse innerhalb der Prüfberichte. Darüber hinaus stellen die gleich bleibenden Abstände zwischen den Prüfvektoren 528 sowie die parallele Positionierung der Prüfvektoren 528 die Konsistenz in der Methodik zum Erfassen von Messwerten für jeden Prüfpunkt 502 sicher.
  • Zurück zu 4, nach Erstellen des ersten Satzes Prüfanforderungen (z. B. Block 212) und nach Erstellen des zweiten Satzes Prüfanforderungen (z. B. Block 230) kann das Prüfanforderungserstellungsverfahren 210 mit dem Erstellen von Prüfanforderungen für einen zweiten radialen Abschnitt fortfahren. Zum Beispiel kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 einen dritten Satz Prüfanforderungen (z. B. Block 250) für die Saugseite der ersten Leitschaufel 302A und einen vierten Satz Prüfanforderungen (z. B. Block 252) für die Druckseite der zweiten Leitschaufel erstellen. Wie durch Block 254 angegeben, gilt der dritte und vierte Satz Prüfanforderungen für einen radialen Abschnitt N (z. B. den zweiten radialen Abschnitt 310B, den dritten radialen Abschnitt 310C, den vierten radialen Abschnitt 310D, den fünften radialen Abschnitt 310E oder einen anderen radialen Abschnitt 310). Das Erstellen des dritten Satzes Prüfanforderungen kann im Allgemeinen ähnlichen Schritten folgen, wie oben zum Erstellen des ersten Satzes Prüfanforderungen beschrieben (z. B. Blöcke 214, 216, 218, 220 und 222). Zusätzlich kann das Erstellen des vierten Satzes Prüfanforderungen im Allgemeinen ähnlichen Schritten folgen, wie zum Erstellen des zweiten Satzes Prüfanforderungen beschrieben (z. B. Blöcke 234, 236, 238, 240 und 242). Ferner kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 Prüfanforderungen für jeden zusätzlichen radialen Abschnitt N (z. B. den zweiten radialen Abschnitt 310B, den dritten radialen Abschnitt 310C, den vierten radialen Abschnitt 310D, den fünften radialen Abschnitt 310E) erstellen.
  • Wie hierin beschrieben, können die ersten und zweiten Sätze Prüfanforderungen für den ersten radialen Abschnitt 310A in 5 erstellt werden, und die dritten und vierten Sätze Prüfanforderungen können für den radialen Abschnitt N erstellt werden. Ferner können Sätze von Prüfanforderungen für eine beliebige Anzahl von radialen Abschnitten 310 (z. B. einen radialen Abschnitt 310, zwei radiale Abschnitte 310, drei radiale Abschnitte 310, vier radiale Abschnitte 310, fünf radiale Abschnitte 310, zehn radiale Abschnitte 310, zwanzig radiale Abschnitte 310, etc.) erstellt werden.
  • Nach dem Erstellen der verschiedenen Sätze Prüfanforderungen (z. B. des ersten Satzes Prüfanforderungen, des zweiten Satzes Prüfanforderungen, etc.) fährt das Verfahren 200 mit dem Erstellen und Ausgeben einer CMM-Eingabedatei (z. B. Block 260) fort. Zum Beispiel kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 eine CMM-Eingabedatei erstellen, die jeden Satz Prüfanforderungen während des Prüfanforderungserstellungsverfahrens 210 einschließt. Das Prüfanforderungserstellungssystem 47 kann die CMM-Eingabedatei direkt für ein CMM-System (z. B. das CMM-System 38 in 2) bereitstellen oder die Datei zum Laden in das CMM-System bereitstellen. Somit kann das CMM-System die CMM-Eingabedatei und jeden Satz Prüfanforderungen direkt lesen, um die jeweiligen Prüfpunkte zu messen. Als Beispiel können die Prüfanforderungen der CMM-Datei wie folgt gelesen werden: „ERSTER SATZ PRÜF ANFORDERUNGEN: [PRÜFPUNKT EINS], [PRÜFVEKTOR EINS], [PRÜFPUNKT ZWEI], [PRÜFVEKTOR ZWEI]...ZWEITER SATZ PRÜFANFORDERUNGEN: [PRÜFPUNKT EINS], [PRÜFVEKTOR EINS], [PRÜFPUNKT ZWEI], [PRÜFVEKTOR ZWEI]...“ In bestimmten Ausführungsformen können die Prüfanforderungen der CMM-Datei auf eine andere Art gelesen werden.
  • Die CMM-Eingabedatei kann durch das CMM-System empfangen werden. Das CMM-System kann Messungen auf Grundlage der CMM-Eingabedatei durchführen. Die CMM-Messungen können verwendet werden, um eine vorliegende Halsposition und Halsgröße einer Öffnung der Turbinendüse zu bestimmen. Wie ersichtlich ist, kann die vorliegende Verengung bei der Analyse der hergestellten Teile vorteilhaft sein. Zum Beispiel kann die vorliegende Verengung mit der im CAD-Modell entworfenen Verengung (z. B. dem Nennhals) verglichen werden, um herauszufinden, wie gut das hergestellte Teil dem Entwurf entspricht, ob das hergestellte Teil innerhalb einer Toleranz ist, und/oder um potentielle Fertigungsverbesserungen zu erkennen.
  • Beispielsweise ist 11 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens 600, der zum Messen und Bestimmen einer Halsposition und -größe einer jeweiligen Öffnung 308 der Turbinendüse 300 in 5 unter Verwendung der CMM-Eingabedatei geeignet ist. Das CMM-System empfängt zuerst die CMM-Eingabedatei (z. B. Block 602) direkt vom Prüfanforderungserstellungssystem 47. In bestimmten Ausführungsformen kann das CMM-System die CMM-Eingabedatei empfangen, die durch das Prüfanforderungserstellungssystem 47 aus einer anderen Quelle erzeugt wurde. Das CMM-System schließt dann die CMM-Messungen gemäß der CMM-Eingabedatei (z. B. Block 604) ab. Zum Beispiel kann, wie hierin beschrieben, die CMM-Eingabedatei einen Satz (Sätze) Prüfanforderungen für jeden radialen Abschnitt 310 der Turbinendüse 300 in 5 einschließen. Das CMM-System kann die CMM-Messungen für jeden radialen Abschnitt 310 und für jede jeweilige Öffnung 308 vervollständigen. Als Ergebnis kann das CMM die Position jedes Prüfpunkts messen, der in der CMM-Eingabedatei eingeschlossen ist, und kann einen Prüfbericht erzeugen, der jede der gemessenen Positionen einschließt.
  • Nach dem Erzeugen des Prüfberichts kann die Ist-Größe und Position der Verengung entlang jedes radialen Abschnitts bestimmt werden. Zum Beispiel ist 12 eine Schnittansicht einer Ausführungsform der ersten Leitschaufel 302A und der zweiten Leitschaufel 302B in 5 mit einem ersten Satz Messpunkte 700 entlang der ersten Leitschaufel 302A und einem zweiten Satz Messpunkte 702 entlang der zweiten Leitschaufel 302B. Wie veranschaulicht, schließt der erste Satz Messpunkte 700 neunundzwanzig Messpunkte entlang der ersten Leitschaufel 302A ein, und der zweite Satz Messpunkte schließt neunundzwanzig Messpunkte entlang der zweiten Leitschaufel 302B ein. Jeder gemessene Punkt entspricht einem Prüfpunkt in der CMM-Eingabedatei. Zum Beispiel entspricht jeder Messpunkt des ersten Satzes Messpunkte 700 einem Prüfpunkt 402 entlang der ersten Leitschaufel 302A in 7. Zusätzlich kann jeder Messpunkt des zweiten Satzes Messpunkte 702 einem Prüfpunkt 502 entlang der zweiten Leitschaufel 302B in 8 entsprechen. Somit kann in bestimmten Ausführungsformen der erste Satz Messpunkte 700 und der zweite Satz Messpunkte 702 je nach CMM-Eingabedatei mehr oder weniger Messpunkte einschließen.
  • In 11 kann die Größe und Position der vorliegenden Verengung an jedem radialen Abschnitt anhand der entsprechenden Positionen jedes Messpunkts des ersten Satzes Messpunkte 700 und des zweiten Satzes Messpunkte 702 bestimmt werden (z. B. Block 606). Wie in 12 veranschaulicht, können Verbindungslinien 704 zwischen dem ersten Satz Messpunkte 700 und dem zweiten Satz Messpunkte 702 positioniert werden. Die Länge jeder Verbindungslinie 704 stellt einen Abstand zwischen einem jeweiligen Messpunkt des ersten Satzes Messpunkte 700 und einem jeweiligen Messpunkt des zweiten Satzes Messpunkte 702 dar. Während nur achtundfünfzig Verbindungslinien 704 veranschaulicht sind, kann ferner der erste radiale Abschnitt 310A Verbindungslinien 704 einschließen, die jeden entsprechenden Messpunkt des ersten Satzes Messpunkte 700 mit jedem entsprechenden Messpunkt des zweiten Satzes Messpunkte 702 verbinden. Somit können insgesamt 841 Verbindungslinien 704 und ihre jeweiligen Längen auf Grundlage der jeweiligen Messpunktposition des ersten Satzes Messpunkte 700 und des zweiten Satzes Messpunkte 702 bestimmt werden. Die kürzeste Linie der Verbindungslinien 704 gibt die vorliegende Verengung des ersten radialen Abschnitts 310A an. Zum Beispiel stellen der Messpunkt des ersten Satzes Messpunkte 700 und der Messpunkt des zweiten Satzes Messpunkte 700, welche die kürzeste Linie verbinden, die Position der vorliegenden Verengung entlang des ersten radialen Abschnitts 310A dar (z. B. entlang der ersten Leitschaufel 302A und entlang der zweiten Leitschaufel 302B). Zusätzlich stellt der Abstand zwischen den zwei Punkten (z. B. die Länge der kürzesten Linie) die Größe der vorliegenden Verengung am ersten radialen Abschnitt 310A dar.
  • In 11 können die Größe und Position des vorliegenden Halses der Turbinendüse oder einer Öffnung innerhalb der Turbinendüse bestimmt werden (z. B. Block 608). Zum Beispiel kann Block 606 für jeden radialen Abschnitt 310 der jeweiligen Öffnung 308A in 5 wiederholt werden. Größe und Position der vorliegenden Verengung für jeden radialen Abschnitt 310 können bestimmt werden. Die jeweiligen aktuellen Verengungen an jedem radialen Abschnitt 310 können zur Bestimmung des vorliegenden Halses der Öffnung 308A verwendet werden. Der vorliegende Hals der Öffnung 308A kann sich über die Länge der Öffnung 308A erstrecken. Zusätzlich kann jedes der Verfahren 200 in 4 und der Verfahren 600 in 11 für jede Öffnung 308 in 5 wiederholt werden, um den vorliegenden Hals jeder Öffnung 308 zu bestimmen.
  • Anhand der Position und Größe des vorliegenden Halses jeder Öffnung 308 können verschiedene technische Parameter bestimmt werden, die mit der Turbinendüse 300 assoziiert sind. Zum Beispiel kann der vorliegende Hals verwendet werden, um eine Durchflussrate, einen Wirkungsgrad, den erzeugten Strom, den Brennstoffverbrauch und andere technische Parameter zu bestimmen. Jeder der Verfahren 200 in 4 und der Verfahren 600 in 11 wird automatisch für die Turbinendüse 300 durchgeführt. Zum Beispiel kann das Prüfanforderungserstellungssystem 47 das Verfahren 200 oder Teile davon (z. B. das Prüfanforderungserstellungsverfahren 210) durchführen, und bestimmte hierin beschriebene Systeme (z. B. die Systeme 30, 32, 34, 36, 38, 40 oder eine Kombination davon) können das Verfahren 600 oder Teile davon durchführen.
  • Technische Ergebnisse des hierin offenbarten Gegenstands schließen ein automatisches Erstellen von Prüfanforderungen zur Bestimmung eines vorliegenden Halses einer Turbinendüse ein, sind aber nicht darauf beschränkt. Die Prüfanforderungen können durch ein Prüfanforderungserstellungssystem erstellt werden und in einer CMM-Eingabedatei enthalten sein, die von einem CMM-System gelesen wird. Das CMM-System kann die Turbinendüse gemäß der Prüfanforderungen der CMM- Eingabedatei messen, und der vorliegende Hals der Turbinendüse kann auf Grundlage der CMM-Messungen bestimmt werden. Somit kann das hierin beschriebene Prüfanforderungserstellungssystem automatisch beständige Prüfanforderungen erstellen und bereitstellen, die konsistente CMM-Messungen entlang einer Düse und die genaue Bestimmung des tatsächlichen Düsenhalses bewirken können.
  • Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung zu offenbaren, einschließlich der besten Verfahrensweise, und auch um einem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung anzuwenden, einschließlich der Herstellung und Verwendung jeglicher Vorrichtungen oder Systeme und der Durchführung jeglicher enthaltener Verfahren. Der patentierbare Schutzumfang der Erfindung wird durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele einschließen, die dem Fachmann ersichtlich sind. Derartige weitere Beispiele sollen innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche liegen, sofern sie strukturelle Elemente besitzen, die sich nicht von dem Wortlaut der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Änderungen gegenüber dem Wortlaut der Ansprüche enthalten.

Claims (15)

  1. Verfahren, umfassend: Erstellen eines ersten Satzes Prüfanforderungen (400) über einen Prozessor (24) für einen ersten radialen Abschnitt (310) zwischen einer ersten Leitschaufel (302) und einer zweiten Leitschaufel (302) einer Turbinendüse (300) unter Verwendung eines Prüfanforderungserstellungsverfahrens (210), wobei das Prüfanforderungserstellungsverfahren (210) umfasst: Erstellen einer ersten resultierende Kurve (406) entlang des ersten radialen Abschnitts (310) der Turbinendüse (300) in einem dreidimensionalen (3D) rechnergestützten Entwurfmodell (CAD-Modell) (202), wobei die erste resultierende Kurve (406) entlang der ersten Leitschaufel (302) verläuft; Erstellen eines mittleren Prüfpunkts (408) entlang der ersten resultierenden Kurve (406) an einer Nennposition des Halses (320) zwischen der ersten Leitschaufel (302) und der zweiten Leitschaufel (302); Erstellen einer ersten Anordnung von Prüfpunkten (420) an Schnittstellen einer ersten Reihe von Ebenen (412) mit der ersten resultierenden Kurve (406) auf einer ersten Seite des mittleren Prüfpunkts (408) entlang der ersten resultierenden Kurve (406), wobei die erste Anordnung von Ebenen (412) im Allgemeinen parallel zur Nennposition des Halses (320) verläuft; Erstellen einer zweiten Anordnung von Prüfpunkten (422) an Schnittstellen einer zweiten Reihe von Ebenen (412) mit der ersten resultierenden Kurve (406) auf einer zweiten Seite des mittleren Prüfpunkts (408) entlang der ersten resultierenden Kurve (406), wobei die zweite Anordnung von Ebenen (412) im Allgemeinen parallel zur Nennposition des Halses (320) verläuft; Erstellen eines mittleren Prüfvektors (430), wobei der mittlere Prüfvektor (430) normgemäß zur ersten Leitschaufel (302) am mittleren Prüfpunkt (408) verläuft; Erstellen einer ersten Anordnung von Prüfvektoren (432) auf einer ersten Seite des mittleren Prüfvektors (430), wobei jeder Prüfvektor der ersten Anordnung von Prüfvektoren (432) parallel zum mittleren Prüfvektor (430) verläuft und die erste resultierende Kurve (406) an einem entsprechenden Prüfpunkt der ersten Anordnung von Prüfpunkten (420) schneidet; und Erstellen einer zweiten Anordnung von Prüfvektoren (434) auf einer zweiten Seite des mittleren Prüfvektors (430), wobei jeder Prüfvektor der zweiten Anordnung von Prüfvektoren (434) parallel zum mittleren Prüfvektor (430) verläuft und die erste resultierende Kurve (406) an einem entsprechenden Prüfpunkt der zweiten Anordnung von Prüfpunkten (422) schneidet, und wobei der erste Satz Prüfanforderungen (400) den mittleren Prüfpunkt (408), gemessen vom mittleren Prüfvektor (430), die erste Anordnung von Prüfpunkten (420), gemessen von den jeweiligen Prüfvektoren der ersten Anordnung von Prüfvektoren (432), und die zweite Anordnung von Prüfpunkten (422), gemessen von den jeweiligen Prüfvektoren der zweiten Anordnung von Prüfvektoren (434), umfasst; und Erstellen einer Eingabedatei eines Koordinatenmessgeräts (CMM) (260), die den ersten Satz Prüfanforderungen (400) umfasst.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, umfassend das Erstellen eines zweiten Satzes Prüfanforderungen (500) durch Wiederholen des Prüfanforderungserstellungsverfahrens (210) für die zweite Leitschaufel (302) entlang des ersten radialen Abschnitts (310).
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die CMM-Eingabedatei (260) den ersten Satz Prüfanforderungen (400) und den zweiten Satz Prüfanforderungen (500) umfasst.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei der erste radiale Abschnitt (310) eine erste Schnittfläche der Turbinendüse (300) zwischen der ersten resultierenden Kurve (406) entlang der ersten Leitschaufel (302) und einer zweiten resultierenden Kurve (506) entlang der zweiten Leitschaufel (302) umfasst.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei sich der erste Satz Prüfanforderungen (400) auf einer Saugseite (322) der ersten Leitschaufel (302) befindet und sich der zweite Satz Prüfanforderungen (500) auf einer Druckseite (330) der zweiten Leitschaufel (302) befindet.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 2, umfassend das Erstellen eines dritten Satzes Prüfanforderungen (400) durch Wiederholen des Prüfanforderungserstellungsverfahrens (210) für die erste Leitschaufel (302) entlang eines zweiten radialen Abschnitts (310).
  7. Verfahren gemäß Anspruch 6, umfassend das Erstellen eines vierten Satzes Prüfanforderungen (500) durch Wiederholen des Prüfanforderungserstellungsverfahrens (210) für die zweite Leitschaufel (302) entlang des zweiten radialen Abschnitts (310).
  8. Verfahren gemäß Anspruch 7, umfassend ein iteratives Erstellen zusätzlicher Sätze Prüfanforderungen (400) für zusätzliche radiale Abschnitte (310), wobei eine Anzahl zusätzlicher radialer Abschnitte (310) auf einer gewünschten Detailgenauigkeit der Prüfanforderungen (400), auf Prüftoleranzen, einem Entwurf der Turbinendüse (300) oder eine Kombination davon basiert.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die erste Seite des mittleren Prüfpunkts (400) der zweiten Seite des mittleren Prüfpunkts (400) entlang der ersten resultierenden Kurve (406) gegenüber liegt.
  10. Ein computergestütztes Technologiesystem (CAx), umfassend: einen Prozessor (24), wobei der Prozessor (24) ausgelegt ist zum: Erstellen eines ersten Satzes Prüfanforderungen (400) für einen ersten radialen Abschnitt (310) zwischen einer ersten Leitschaufel (302) und einer zweiten Leitschaufel (302) einer Turbinendüse (300) unter Verwendung eines Prüfanforderungserstellungsverfahrens (210), wobei das Prüfanforderungserstellungsverfahren (210) umfasst: Erstellen einer ersten resultierende Kurve (406) entlang des ersten radialen Abschnitts (310) der Turbinendüse (300) in einem dreidimensionalen (3D) rechnergestützten Entwurfmodell (CAD-Modell) (202), wobei die erste resultierende Kurve (406) entlang der ersten Leitschaufel (302) verläuft; Erstellen eines mittleren Prüfpunkts (408) entlang der ersten resultierenden Kurve (406) an einer Nennposition des Halses (320) zwischen der ersten Leitschaufel (302) und der zweiten Leitschaufel (302); Erstellen einer ersten Anordnung von Prüfpunkten (420) an Schnittstellen einer ersten Reihe von Ebenen (412) mit der ersten resultierenden Kurve (406) auf einer ersten Seite des mittleren Prüfpunkts (408) entlang der ersten resultierenden Kurve (406), wobei die erste Anordnung von Ebenen (412) im Allgemeinen parallel zur Nennposition des Halses (320) verläuft; Erstellen einer zweiten Anordnung von Prüfpunkten (422) an Schnittstellen einer zweiten Reihe von Ebenen (412) mit der ersten resultierenden Kurve (406) auf einer zweiten Seite des mittleren Prüfpunkts (408) entlang der ersten resultierenden Kurve (406), wobei die zweite Anordnung von Ebenen (412) im Allgemeinen parallel zur Nennposition des Halses (320) verläuft; Erstellen eines mittleren Prüfvektors (430), wobei der mittlere Prüfvektor (430) normgemäß zur ersten Leitschaufel (302) am mittleren Prüfpunkt (408) verläuft; Erstellen einer ersten Anordnung von Prüfvektoren (432) auf einer ersten Seite des mittleren Prüfvektors (430), wobei jeder Prüfvektor der ersten Anordnung von Prüfvektoren (432) parallel zum mittleren Prüfvektor (430) verläuft und die erste resultierende Kurve (406) an einem entsprechenden Prüfpunkt der ersten Anordnung von Prüfpunkten (420) schneidet; und Erstellen einer zweiten Anordnung von Prüfvektoren (434) auf einer zweiten Seite des mittleren Prüfvektors (430), wobei jeder Prüfvektor der zweiten Anordnung von Prüfvektoren (434) parallel zum mittleren Prüfvektor (430) verläuft und die erste resultierende Kurve (406) an einem entsprechenden Prüfpunkt der zweiten Anordnung von Prüfpunkten (422) schneidet, und wobei der erste Satz Prüfanforderungen (400) den mittleren Prüfpunkt (408), gemessen vom mittleren Prüfvektor (430), die erste Anordnung von Prüfpunkten (420), gemessen von den jeweiligen Prüfvektoren der ersten Anordnung von Prüfvektoren (432), und die zweite Anordnung von Prüfpunkten (422), gemessen von den jeweiligen Prüfvektoren der zweiten Anordnung von Prüfvektoren (434), umfasst; und Erstellen einer Eingabedatei eines Koordinatenmessgeräts (CMM) (260), die den ersten Satz Prüfanforderungen (400) umfasst.
  11. System gemäß Anspruch 10, wobei der Prozessor (24) ausgelegt ist, um einen zweiten Satz Prüfanforderungen (500) durch Wiederholen des Prüfanforderungserstellungsverfahrens (210) für die zweite Leitschaufel (302) entlang des ersten radialen Abschnitts (310) zu erstellen.
  12. System gemäß Anspruch 11, wobei der erste Satz Prüfanforderungen (400) und der zweite Satz Prüfanforderungen (500) eine Bestimmung eines vorliegenden Halses der Turbinendüse (300) am ersten radialen Abschnitt (310) ermöglichen.
  13. System gemäß Anspruch 10, wobei jeder Prüfpunkt und jeder Prüfvektor des ersten Satzes Prüfanforderungen (400) über eine eindeutige Kennung innerhalb der CMM-Eingabedatei (260) identifiziert wird.
  14. System gemäß Anspruch 10, wobei die erste Anordnung von Prüfpunkten (420) vierzehn Prüfpunkte auf der ersten Seite des mittleren Prüfpunkts (408) umfasst, und die zweite Anordnung von Prüfpunkten (422) vierzehn Prüfpunkte auf der zweiten Seite des mittleren Prüfpunkts (408) umfasst.
  15. System gemäß Anspruch 10, wobei das CAx-System ein CAD-System (32) umfasst und wobei der Prozessor (24) ausgelegt ist, um die Position eines ersten radialen Abschnitts (310) auf Grundlage einer Eingabe in das CAD-System (32) zu bestimmen.
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