JP2002073702A - Structure analysis method for rotary machine - Google Patents

Structure analysis method for rotary machine

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JP2002073702A
JP2002073702A JP2000257268A JP2000257268A JP2002073702A JP 2002073702 A JP2002073702 A JP 2002073702A JP 2000257268 A JP2000257268 A JP 2000257268A JP 2000257268 A JP2000257268 A JP 2000257268A JP 2002073702 A JP2002073702 A JP 2002073702A
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JP
Japan
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shape
blade
analysis
impeller
structural analysis
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000257268A
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Japanese (ja)
Inventor
Mikio Koo
幹男 小尾
Mariko Suzuki
万里子 鈴木
Natsuko Matsuura
奈津子 松浦
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure analysis method for a rotary machine, capable of analyzing by exactly transmitting bending force generated in a blade to a disc. SOLUTION: A blade shape, constituted of a meridian planar shape of an impeller and a point group, is defined by a solid model by using a structure analysis program for preparing not a plate element but the meridian planar shape and the blade shape, the meridian plane shape and the blade shape of the solid model are automatically divided into a plurality of meshes, by using an automatic preparing program for a solid FEM data exclusive for the impeller, the meshes are analyzed structurally, and the result is displayed in images.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、回転機械の構造解
析方法に関する。
The present invention relates to a method for analyzing the structure of a rotating machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】過給機(ターボチャージャ)やターボコ
ンプレッサのような回転機械は、自由曲面を多く含む複
雑な3次元形状をもった流体機械であり、かつ多くの機
械要素を含み、高温下での高速回転という過酷な環境に
さらされるものである。そのため、かかる回転機械の開
発・設計にCAE(Computer Aided E
ngineering)を組み込むことは不可欠となっ
ている。
2. Description of the Related Art A rotating machine such as a supercharger (turbocharger) or a turbocompressor is a fluid machine having a complicated three-dimensional shape including many free-form surfaces, includes many mechanical elements, and has a high temperature. It is exposed to the harsh environment of high-speed rotation at a speed. Therefore, CAE (Computer Aided E)
It has become essential to incorporate ngineering.

【0003】従来から、車両過給機、舶用過給機、スク
リュー圧縮機、遠心圧縮機等を中心に、構造部品の構造
解析が行われている。また、回転部品であるコンプレッ
サハウジング、タービンインペラ、ロータ、及び静止部
品であるハウジング、遮熱板等において、外力・圧力に
起因する応力解析、熱に起因する熱応力解析、固有値に
起因する振動解析などが行われている。
[0003] Conventionally, structural analysis of structural parts has been performed mainly on vehicle superchargers, marine superchargers, screw compressors, centrifugal compressors and the like. In addition, stress analysis due to external force and pressure, thermal stress analysis due to heat, vibration analysis due to eigenvalues for compressor housing, turbine impeller, rotor as rotating parts, housing as a stationary part, heat shield plate, etc. And so on.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】(1)例えば、過給機
等の回転機械の設計・開発プロセスにおいて、従来は、
2次元図面が出来上がってから構造解析を行っていたの
で、構造解析の結果がでるまで数カ月かかってしまうこ
ともあった。そのため、解析結果が出るまで待てないの
で、試作,試験等を同時に行い、物が出来上がる頃に解
析結果が出来上がることになった。この時点で問題が解
決すると、また設計に戻り、長い工程を繰り返さなけれ
ばならなかった。本発明の第1の目的は、かかる問題点
を解決し、試作,試験の評価により設計工程に戻ること
が少なくできる回転機械の構造解析方法を提供すること
にある。
(1) For example, in the design and development process of a rotating machine such as a turbocharger,
Since the structural analysis was performed after the two-dimensional drawing was completed, it sometimes took several months for the structural analysis results to be obtained. For this reason, since it is not possible to wait until the analysis result is obtained, the prototype and the test are performed at the same time, and the analysis result is completed when the product is completed. At this point, if the problem was solved, the designer had to return to the design and repeat the long process. A first object of the present invention is to provide a method for analyzing the structure of a rotating machine that solves the above-mentioned problems and reduces the need for returning to the design process by evaluating prototypes and tests.

【0005】(2)コンプレッサインペラやタービンイ
ンペラは、高速回転する重要な部品である。従来、かか
るインペラの解析は、羽根の部分を板要素と模擬して、
データ量の軽減とデータ作成の容易化を行っていた。ま
た、ディスク部分はソリッド要素として、解析してい
た。更に、インペラ全体の解析をするとデータ量が大き
くなるため、羽根1枚分の1ピッチを取り出して計算し
ていた。しかし、かかる解析方法では、羽根の強度は解
析できるが、ディスク部分の正確な解析ができない問題
点があった。すなわち、羽根を板要素とした場合、羽根
とディスクの連結はバー(棒)要素として解析するた
め、羽根に発生する曲げ力がディスクに伝達されない結
果となった。本発明の第2の目的は、かかる問題点を解
決し、羽根に発生する曲げ力をディスクに正確に伝達し
て解析することができる回転機械の構造解析方法を提供
することにある。
(2) The compressor impeller and the turbine impeller are important parts that rotate at high speed. Conventionally, such impeller analysis simulates the blade part as a plate element,
The data volume was reduced and data creation was simplified. Also, the disk part was analyzed as a solid element. Further, when the entire impeller is analyzed, the amount of data becomes large. Therefore, one pitch for one blade is extracted and calculated. However, this analysis method can analyze the strength of the blade, but cannot accurately analyze the disk portion. That is, when the blade is a plate element, the connection between the blade and the disk is analyzed as a bar (bar) element, so that the bending force generated on the blade is not transmitted to the disk. A second object of the present invention is to solve such a problem and to provide a method of analyzing the structure of a rotating machine capable of accurately transmitting a bending force generated on a blade to a disk for analysis.

【0006】(3)従来のインペラ等の構造解析は、形
状モデルを作成して解析を行い、評価結果により形状を
変更して再度計算を行うという繰り返し作業で行ってい
た。すなわち従来の構造解析方法では、最終的な評価を
応力値及び変位で行うにもかかわらず、その最適値を得
る最適形状は経験や勘に頼る繰り返し作業で行ってい
た。そのため、熟練した開発担当者が不可欠であり、か
つ最適形状を得るために長時間を必要としていた。本発
明の第3の目的は、かかる問題点を解決し、経験や勘に
頼ることなく、最適形状を短時間に決定することができ
る回転機械の構造解析方法を提供することにある。
(3) Conventional structural analysis of an impeller or the like has been carried out by repetitive work of creating a shape model, performing an analysis, changing the shape based on the evaluation result, and performing calculations again. That is, in the conventional structural analysis method, although the final evaluation is performed based on the stress value and the displacement, the optimum shape for obtaining the optimum value is repeatedly performed based on experience and intuition. Therefore, a skilled developer is indispensable, and it takes a long time to obtain an optimum shape. A third object of the present invention is to provide a method of analyzing the structure of a rotating machine capable of solving such a problem and determining an optimum shape in a short time without relying on experience or intuition.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】第1の発明によれば、設
計を3次元で行い、その設計データをコンピュータを用
いた構造解析にそのまま活用し、その解析結果を評価し
て設計にフィードバックする、ことを特徴とする回転機
械の構造解析方法が提供される。
According to the first aspect of the present invention, a design is performed in three dimensions, the design data is directly used for structural analysis using a computer, the analysis result is evaluated and fed back to the design. And a method for analyzing the structure of a rotating machine.

【0008】本発明の方法によれば、コンピュータを用
いた構造解析、すなわちCAE(Computer A
ided Engineering)の評価結果が良け
れば、試作,試験へとそのまま進めることができる。従
ってこの方法により、試作,試験の段階で既に十分評価
された解析結果が出ているので、試作,試験における評
価により、設計工程に戻ることが少なくなる。すなわ
ち、CAEを従来のように試作,試験後の解析のみに用
いるのでなく、設計開発プロセスに組み込み、設計開発
の初期段階でこれを活用することで、試作,試験の評価
により設計工程に戻ることが少なくできる。
According to the method of the present invention, structural analysis using a computer, that is, CAE (Computer A)
If the evaluation result of “idled Engineering” is good, it is possible to directly proceed to trial production and testing. Therefore, this method has already provided analysis results that have been sufficiently evaluated at the stage of trial production and testing, and therefore, the number of times of returning to the design process by evaluation in trial production and testing is reduced. In other words, CAE is not used only for analysis after trial production and test as in the past, but is incorporated into the design development process and utilized at the initial stage of design development, thereby returning to the design process by evaluation of prototype and test. Can be reduced.

【0009】また、第2の発明によれば、板要素でなく
子午面形状と羽根形状を作成する構造解析プログラムを
用いてインペラの子午面形状と点群からなる羽根形状を
ソリッドモデルで定義し、インペラ専用のソリッドFE
Mデータ自動作成プログラムを用いて前記ソリッドモデ
ルの子午面形状と羽根形状を複数のメッシュに自動分割
し、これを構造解析して結果を画像表示する、ことを特
徴とする回転機械の構造解析方法が提供される。
According to the second aspect of the present invention, the meridian plane shape of the impeller and the blade shape composed of the point group are defined by a solid model using a structural analysis program for creating the meridional plane shape and the blade shape instead of the plate element. , Solid FE for impeller
A method for automatically dividing a meridional plane shape and a blade shape of the solid model into a plurality of meshes by using an M data automatic creation program, analyzing the structure and displaying the result as an image, Is provided.

【0010】本発明の方法によれば、流体解析データか
らの羽根の子午面座標抽出に加えて、羽根座標も同時に
抽出し、インペラ専用のソリッドFEMデータ自動作成
プログラムを使用して短時間でソリッド要素を生成でき
る。また、要素数の変更が可能であり、メッシュの粗さ
も変更できる。更に、データがすべてソリッド要素にな
るので、力伝達の問題を解決することができる。従っ
て、(1)羽根部とディスク部の力が正しく伝達でき、
(2)羽根データの作成時間が短くなり、(3)要素数
を変更してもプログラムが動作するので、要素の粗さを
自由に変更できる。
According to the method of the present invention, in addition to the meridional plane coordinates of the blades from the fluid analysis data, the blade coordinates are also extracted at the same time. Elements can be created. Further, the number of elements can be changed, and the roughness of the mesh can also be changed. Further, since the data is all solid elements, the problem of force transmission can be solved. Therefore, (1) the force of the blade portion and the disk portion can be transmitted correctly,
(2) The blade data creation time is shortened, and (3) the program operates even if the number of elements is changed, so that the roughness of the elements can be changed freely.

【0011】更に、第3の発明によれば、応力値,変位
などの最終制約条件を入力して、これを満たす最適な形
状を求める、ことを特徴とする回転機械の構造解析方法
が提供される。本発明の方法によれば、応力値,変位な
どを制約条件としてこれを満たす最適な形状を、羽根の
最適形状、ディスクの最適形状等を繰り返し作業なしに
先に求めることができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for analyzing the structure of a rotating machine, comprising inputting final constraints such as a stress value and a displacement, and obtaining an optimum shape satisfying the conditions. You. According to the method of the present invention, the optimum shape that satisfies the stress value, the displacement, and the like can be obtained without the repetition of the optimum shape of the blade, the optimum shape of the disk, and the like.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。図1は、本発明の回転機械
の構造解析方法、すなわちCAE(Computer
Aided Engineering)の位置づけを模
式的に示す図である。図1(A)に示すように、従来
は、2次元図面が出来上がってから構造解析を行ってい
たので、構造解析の結果がでるまで数カ月かかってしま
うこともあった。そのため、解析結果が出るまで待てな
いので、試作,試験等を同時に行い、物が出来上がる頃
に解析結果が出来上がることになった。この時点で問題
が解決すると、また設計に戻り、長い工程を繰り返さな
ければならなかった。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a method for analyzing the structure of a rotating machine according to the present invention, that is, CAE (Computer).
It is a figure which shows the positioning of Aided Engineering typically. Conventionally, as shown in FIG. 1A, structural analysis was performed after a two-dimensional drawing was completed, so that it sometimes took several months to obtain a result of the structural analysis. For this reason, since it is not possible to wait until the analysis result is obtained, the prototype and the test are performed at the same time, and the analysis result is completed when the product is completed. At this point, if the problem was solved, the designer had to return to the design and repeat the long process.

【0013】これに対して、図1(B)に示すように、
本発明の回転機械の構造解析方法では、設計を3次元で
行い、その設計データをCAE(コンピュータを用いた
構造解析)にそのまま活用し、その解析結果を評価して
設計にフィードバックする。そして、評価結果が良けれ
ば、試作,試験へと進める。この方法により、試作,試
験の段階で既に十分評価された解析結果が出ているの
で、試作,試験における評価により、設計工程に戻るこ
とが少なくなる。すなわち、CAEを従来のように試
作,試験後の解析のみに用いるのでなく、設計開発プロ
セスに組み込み、設計開発の初期段階でこれを活用する
ことで、試作,試験の評価により設計工程に戻ることが
少なくできる。
On the other hand, as shown in FIG.
In the method of analyzing the structure of a rotating machine according to the present invention, the design is performed in three dimensions, the design data is used as it is for CAE (structural analysis using a computer), and the analysis result is evaluated and fed back to the design. Then, if the evaluation result is good, proceed to trial production and testing. By this method, the analysis result that has already been sufficiently evaluated at the stage of the trial manufacture and test has been obtained, so that the evaluation in the trial manufacture and test reduces the need to return to the design process. In other words, CAE is not used only for analysis after trial production and test as in the past, but is incorporated into the design development process and utilized at the initial stage of design development, thereby returning to the design process by evaluation of prototype and test. Can be reduced.

【0014】以下、回転機械における解析例を説明す
る。図2は、構造解析の対象とする過給機の断面図であ
る。この図に回転機械すなわち過給機の主な解析項目を
示す。構造解析を行う部品は、コンプレッサインペラ、
タービンインペラ、コンプレッサハウジング、タービン
ハウジング、ベアリングハウジング、等である。
Hereinafter, an example of analysis in a rotating machine will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view of a turbocharger to be subjected to structural analysis. This figure shows the main analysis items of the rotating machine, that is, the supercharger. Parts for structural analysis are compressor impeller,
A turbine impeller, a compressor housing, a turbine housing, a bearing housing, and the like.

【0015】まずコンプレッサインペラについて説明す
る。コンプレッサは、1分間に例えば24万回転する部
品で、過給機においてもっとも重要な部品の1つであ
る。従来、かかるインペラの解析は、羽根の部分を板要
素と模擬して、データ量の軽減とデータ作成の容易化を
行っていた。また、ディスク部分はソリッド要素とし
て、解析していた。更に、インペラ全体の解析をすると
データ量が大きくなるため、羽根1枚分の1ピッチを取
り出して計算していた。
First, the compressor impeller will be described. A compressor is a component that rotates, for example, 240,000 revolutions per minute, and is one of the most important components in a supercharger. Conventionally, such an impeller analysis simulates a blade part as a plate element to reduce the amount of data and facilitate data creation. Also, the disk part was analyzed as a solid element. Further, when the entire impeller is analyzed, the amount of data becomes large. Therefore, one pitch for one blade is extracted and calculated.

【0016】図3(A)は、流体解析用の子午面データ
を使った従来のインペラ解析手順である。また、図4は
従来の板要素とした羽根の遠心応力解析結果である。更
に、図5は従来の羽根を板要素としたディスク部分を含
むコンプレッサインペラの遠心応力解析結果である。ま
た、図6は従来の羽根をソリッド要素で解析した遠心応
力解析結果である。しかし、かかる従来の解析方法で
は、羽根の強度は解析できるが、ディスク部分の正確な
解析ができない問題点があった。すなわち、羽根を板要
素とした場合、羽根とディスクの連結はバー(棒)要素
として解析するため、羽根に発生する曲げ力がディスク
に伝達されない結果となった。また、羽根のソリッド化
のデータを人力で作成していたため多大な時間を要して
いた。
FIG. 3A shows a conventional impeller analysis procedure using meridional plane data for fluid analysis. FIG. 4 shows a result of centrifugal stress analysis of a blade as a conventional plate element. FIG. 5 shows the result of centrifugal stress analysis of a conventional compressor impeller including a disk portion having blades as plate elements. FIG. 6 shows a centrifugal stress analysis result obtained by analyzing a conventional blade using solid elements. However, the conventional analysis method can analyze the strength of the blade, but cannot accurately analyze the disk portion. That is, when the blade is a plate element, the connection between the blade and the disk is analyzed as a bar (bar) element, so that the bending force generated on the blade is not transmitted to the disk. In addition, a large amount of time was required because the data for solidifying the blades was manually created.

【0017】図3(B)は本発明によるインペラ解析手
順である。この構造解析方法では、板要素でなく子午面
形状と羽根形状を作成する構造解析コードI−DEAS
を導入し、かつメッシュ生成に必要な時間を短縮するた
めにインペラ専用のソリッドFEMデータ自動作成プロ
グラム(IMPFEM)を新規開発し導入した。
FIG. 3B shows an impeller analysis procedure according to the present invention. In this structural analysis method, a structural analysis code I-DEAS for creating a meridional plane shape and a blade shape instead of a plate element is provided.
In order to shorten the time required for mesh generation, a new automatic FEM data creation program (IMPFEM) dedicated to impellers was newly developed and introduced.

【0018】すなわち、板要素でなく子午面形状と羽根
形状を作成する構造解析プログラムを用いてインペラの
子午面形状と点群からなる羽根形状をソリッドモデルで
定義し、インペラ専用のソリッドFEMデータ自動作成
プログラムを用いて前記ソリッドモデルの子午面形状と
羽根形状を複数のメッシュに自動分割し、これを構造解
析して結果を画像表示する。
That is, using a structural analysis program that creates a meridional plane shape and a blade shape instead of a plate element, the meridian shape of the impeller and the blade shape composed of point groups are defined by a solid model, and the solid FEM data for the impeller is automatically defined. The meridional plane shape and the blade shape of the solid model are automatically divided into a plurality of meshes using a creation program, and the mesh is structurally analyzed, and the result is displayed as an image.

【0019】このインペラ専用のソリッドFEMデータ
自動作成プログラムは、流体解析データからの羽根の子
午面座標抽出に加えて、羽根座標も同時に抽出し、短時
間でソリッド要素を生成できるようになっている。ま
た、要素数の変更が可能であり、メッシュの粗さも変更
できるようになっている。更に、データがすべてソリッ
ド要素になるので、力伝達の問題を解決することができ
る。従って、(1)羽根部とディスク部の力が正しく伝
達でき、(2)羽根データの作成時間が短くなり、
(3)要素数を変更してもプログラムが動作するので、
要素の粗さを自由に変更できる。
The automatic solid FEM data creation program dedicated to the impeller not only extracts the meridional plane coordinates of the blades from the fluid analysis data, but also extracts the blade coordinates at the same time, so that a solid element can be generated in a short time. . The number of elements can be changed, and the roughness of the mesh can be changed. Further, since the data is all solid elements, the problem of force transmission can be solved. Therefore, (1) the force between the blade portion and the disk portion can be transmitted correctly, and (2) the time for creating blade data is reduced,
(3) Since the program operates even if the number of elements is changed,
The roughness of the element can be changed freely.

【0020】図7に全羽根をつけたコンプレッサインペ
ラ全体をソリッド要素で解析した遠心応力解析の例を示
す。この図に示すように、上述した本発明の解析方法に
より、点群により定義される3次元自由曲面形状の点群
インペラの解析も容易に行えるようになった。
FIG. 7 shows an example of a centrifugal stress analysis in which the entire compressor impeller with all the blades is analyzed using solid elements. As shown in this figure, the analysis method of the present invention described above can easily analyze a point group impeller having a three-dimensional free-form surface shape defined by a point group.

【0021】次にタービンインペラについて説明する。
タービンインペラも高速回転をすると共に、900℃を
超えるガスに晒される。
Next, the turbine impeller will be described.
The turbine impeller also rotates at high speed and is exposed to a gas exceeding 900 ° C.

【0022】図8に従来の羽根を板要素で解析した遠心
応力解析結果を示す。また、図9に羽根をソリッド要素
として解析した本発明の方法による遠心応力解析結果を
示す。更に、図10に羽根の固有値解析における1次か
ら3次のモードを示す。また、図11に、構造解析ソフ
トウェアとその使用区分を示す。
FIG. 8 shows the result of centrifugal stress analysis obtained by analyzing a conventional blade using plate elements. FIG. 9 shows the result of centrifugal stress analysis by the method of the present invention in which the blade is analyzed as a solid element. FIG. 10 shows first to third modes in the eigenvalue analysis of the blade. FIG. 11 shows the structural analysis software and its use classification.

【0023】図12(A)は、従来のインペラ形状決定
プロセス図であり、図12(B)は、本発明による形状
決定プロセス図である。図12(A)に示すように、従
来のインペラ等の構造解析は、形状モデルを作成して解
析を行い、評価結果により形状を変更して再度計算を行
うという繰り返し作業で行っていた。すなわち従来の構
造解析方法では、最終的な評価を応力値及び変位で行う
にもかかわらず、その最適値を得る最適形状は経験や勘
に頼る繰り返し作業で行っていた。そのため、熟練した
開発担当者が不可欠であり、かつ最適形状を得るために
長時間を必要としていた。
FIG. 12 (A) is a conventional impeller shape determining process diagram, and FIG. 12 (B) is a shape determining process diagram according to the present invention. As shown in FIG. 12A, the conventional structural analysis of an impeller or the like is performed by repeating a work of creating a shape model, performing an analysis, changing the shape based on the evaluation result, and performing a calculation again. That is, in the conventional structural analysis method, although the final evaluation is performed based on the stress value and the displacement, the optimum shape for obtaining the optimum value is repeatedly performed based on experience and intuition. Therefore, a skilled developer is indispensable, and it takes a long time to obtain an optimum shape.

【0024】これに対して、図12(B)に示す本発明
の構造解析方法では、応力値,変位などを制約条件とし
てこれを満たす最適な形状を求めるプロセスを導入す
る。例えば、インペラに関しては、羽根の最適形状、デ
ィスクの最適形状等を繰り返し作業なしに先に求める。
更に、熱流体解析と構造解析の連成問題にも同様に適用
する。
On the other hand, the structure analysis method of the present invention shown in FIG. 12B introduces a process of obtaining an optimum shape satisfying the stress value, displacement, and the like under constraints. For example, as for the impeller, the optimum shape of the blade, the optimum shape of the disk, and the like are obtained first without repetitive operations.
Further, the present invention is similarly applied to a coupled problem between a thermal fluid analysis and a structural analysis.

【0025】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更でき
ることは勿論である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified without departing from the gist of the present invention.

【0026】[0026]

【発明の効果】上述したように、本発明の回転機械の構
造解析方法によれば、(1)試作,試験の評価により設
計工程に戻ることが少なくでき、(2)羽根に発生する
曲げ力をディスクに正確に伝達して解析することがで
き、(3)経験や勘に頼ることなく、最適形状を短時間
に決定することができる、等の優れた効果を有する。
As described above, according to the method for analyzing the structure of a rotating machine of the present invention, (1) the return to the design process can be reduced by the evaluation of the prototype and the test, and (2) the bending force generated on the blade. Is accurately transmitted to the disk for analysis, and (3) an optimum shape can be determined in a short time without relying on experience or intuition.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の回転機械の構造解析方法の位置づけを
模式的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing the positioning of a method for analyzing the structure of a rotating machine according to the present invention.

【図2】構造解析の対象とする過給機の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a turbocharger to be subjected to structural analysis.

【図3】インペラ解析手順を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an impeller analysis procedure.

【図4】従来の板要素とした羽根及びディスクの遠心応
力解析結果である。
FIG. 4 is a result of centrifugal stress analysis of a blade and a disk as conventional plate elements.

【図5】従来の羽根を板要素としたディスク部分を含む
コンプレッサインペラの遠心応力解析結果である。
FIG. 5 is a result of centrifugal stress analysis of a conventional compressor impeller including a disk portion having blades as plate elements.

【図6】従来の羽根をソリッド要素で解析した遠心応力
解析結果である。
FIG. 6 is a centrifugal stress analysis result obtained by analyzing a conventional blade using solid elements.

【図7】全羽根をつけたコンプレッサインペラ全体をソ
リッド要素で解析した本発明の方法による遠心応力解析
の例を示す。
FIG. 7 shows an example of centrifugal stress analysis according to the method of the present invention in which the entire compressor impeller with all the blades is analyzed using solid elements.

【図8】従来の羽根を板要素で解析した遠心応力解析結
果である。
FIG. 8 is a centrifugal stress analysis result obtained by analyzing a conventional blade using a plate element.

【図9】羽根をソリッド要素として解析した本発明の方
法による遠心応力解析結果である。
FIG. 9 is a result of centrifugal stress analysis by a method of the present invention in which a blade is analyzed as a solid element.

【図10】羽根の固有値解析における1次から3次のモ
ードを示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating first to third modes in eigenvalue analysis of a blade.

【図11】構造解析ソフトウェアとその使用区分を示す
図である。
FIG. 11 is a diagram showing structural analysis software and its use classification.

【図12】インペラ形状決定プロセス図である。FIG. 12 is a diagram illustrating an impeller shape determination process.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松浦 奈津子 東京都江東区豊洲3丁目2番16号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター内 Fターム(参考) 3G002 BA00 BB02 3G005 FA13 FA41 GB77 JA16 JA40 5B046 AA00 DA02 GA01 JA08  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Natsuko Matsuura 3-2-16 Toyosu, Koto-ku, Tokyo Ishikawajima Harima Heavy Industries, Ltd. Tokyo Engineering Center F term (reference) 3G002 BA00 BB02 3G005 FA13 FA41 GB77 JA16 JA40 5B046 AA00 DA02 GA01 JA08

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 設計を3次元で行い、その設計データを
コンピュータを用いた構造解析にそのまま活用し、その
解析結果を評価して設計にフィードバックする、ことを
特徴とする回転機械の構造解析方法。
1. A structural analysis method for a rotating machine, wherein a design is performed in three dimensions, the design data is directly used for a structural analysis using a computer, and the analysis result is evaluated and fed back to the design. .
【請求項2】 板要素でなく子午面形状と羽根形状を作
成する構造解析プログラムを用いてインペラの子午面形
状と点群からなる羽根形状をソリッドモデルで定義し、
インペラ専用のソリッドFEMデータ自動作成プログラ
ムを用いて前記ソリッドモデルの子午面形状と羽根形状
を複数のメッシュに自動分割し、これを構造解析して結
果を画像表示する、ことを特徴とする回転機械の構造解
析方法。
2. Using a structural analysis program for creating a meridional plane shape and a blade shape instead of a plate element, defining a meridian shape of an impeller and a blade shape made up of a point group by a solid model,
A rotary machine that automatically divides the meridional plane shape and the wing shape of the solid model into a plurality of meshes using a solid FEM data automatic creation program dedicated to an impeller, performs structural analysis on the meshes, and displays a result as an image. Structural analysis method.
【請求項3】 応力値,変位などの最終制約条件を入力
して、これを満たす最適な形状を求める、ことを特徴と
する回転機械の構造解析方法。
3. A method for analyzing the structure of a rotating machine, comprising inputting final constraint conditions such as a stress value and a displacement, and obtaining an optimum shape satisfying the conditions.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100579623B1 (en) * 2004-08-02 2006-05-15 지엠대우오토앤테크놀로지주식회사 Method and apparatus for designing blades of a torque converter capable of estimating performance
KR101733361B1 (en) * 2016-10-17 2017-05-24 한전케이피에스 주식회사 An analysis method for rotor
CN107330204A (en) * 2017-07-05 2017-11-07 沈阳鼓风机集团股份有限公司 The FEM Simulation method and device of double shrouded wheel welding procedure

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