本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體涉及轉(zhuǎn)靜子設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)：

1、在進(jìn)行航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)過程中，充分考慮轉(zhuǎn)靜子冷熱態(tài)流道的差異及影響后，轉(zhuǎn)靜子冷熱態(tài)轉(zhuǎn)換是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。而現(xiàn)有航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)靜子冷熱態(tài)轉(zhuǎn)換，基于轉(zhuǎn)靜子均為新設(shè)計(jì)零件，故在進(jìn)行部件性能試驗(yàn)件設(shè)計(jì)時(shí)，將無法借用已有零件，時(shí)間、人工、加工制造等成本太大，經(jīng)濟(jì)效益不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種轉(zhuǎn)靜子冷熱態(tài)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的的轉(zhuǎn)靜子冷熱態(tài)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)方法包括如下步驟：s1.確定需優(yōu)化的轉(zhuǎn)靜子部位，獲取真實(shí)熱態(tài)流道線；s2.建立所述轉(zhuǎn)靜子部位的冷態(tài)有限元模型，對(duì)所述冷態(tài)有限元模型施加載荷，賦值參數(shù)，使用計(jì)算固體力學(xué)方法對(duì)所述冷態(tài)有限元模型進(jìn)行計(jì)算；s3.根據(jù)計(jì)算結(jié)果獲得計(jì)算熱態(tài)有限元模型和計(jì)算熱態(tài)流道線；s4.將所述計(jì)算熱態(tài)流道線上的各節(jié)點(diǎn)移動(dòng)至所述真實(shí)熱態(tài)流道線上，獲得預(yù)估熱態(tài)有限元模型；s5.計(jì)算所述預(yù)估熱態(tài)有限元模型和所述計(jì)算熱態(tài)有限元模型的對(duì)應(yīng)各節(jié)點(diǎn)的偏差絕對(duì)值，對(duì)所述偏差絕對(duì)值進(jìn)行閾值判斷，當(dāng)各節(jié)點(diǎn)的所述偏差絕對(duì)值均小于閾值時(shí)，將所述冷態(tài)有限元模型作為最終冷態(tài)有限元模型輸出；當(dāng)存在至少一個(gè)所述偏差絕對(duì)值大于閾值時(shí)，重復(fù)步驟s2至s5，迭代所述冷態(tài)有限元模型和所述計(jì)算熱態(tài)有限元模型，直至各節(jié)點(diǎn)的所述偏差絕對(duì)值均小于閾值。

3、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，步驟s5的迭代過程包括如下步驟：將當(dāng)前所述熱態(tài)有限元模型中各節(jié)點(diǎn)的變形量疊加至當(dāng)前所述冷態(tài)有限元模型中的各節(jié)點(diǎn)上，獲得過渡冷態(tài)有限元模型；使用計(jì)算固體力學(xué)對(duì)所述過渡冷態(tài)有限元模型進(jìn)行計(jì)算，獲得過渡計(jì)算熱態(tài)有限元模型和過渡熱態(tài)流道線；使所述過渡熱態(tài)流道線移動(dòng)至所述真實(shí)熱態(tài)流道線上，獲得過渡預(yù)估熱態(tài)有限元模型；計(jì)算所述過渡預(yù)估熱態(tài)有限元模型和所述過渡計(jì)算熱態(tài)有限元模型的對(duì)應(yīng)各節(jié)點(diǎn)的偏差絕對(duì)值。

4、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，在步驟s4中，將所述計(jì)算熱態(tài)流道線上各節(jié)點(diǎn)直接賦值為所述真實(shí)熱態(tài)流道線的坐標(biāo)值。

5、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括s6.根據(jù)需優(yōu)化的轉(zhuǎn)靜子部位的所述最終冷態(tài)有限元模型計(jì)算得到冷態(tài)幾何模型。

6、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，在步驟s2中建立所述轉(zhuǎn)靜子部位的冷態(tài)有限元模型時(shí)，還建立與所述轉(zhuǎn)靜子部位相關(guān)聯(lián)的部件模型和流場(chǎng)區(qū)域。

7、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，在步驟s2中，對(duì)所述冷態(tài)有限元模型施加約束條件并施加載荷。

8、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，所述載荷包括氣體力分布載荷、旋轉(zhuǎn)角速度載荷和溫度載荷。

9、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，所述閾值為0.001mm或0.0001mm。

10、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)靜子包括轉(zhuǎn)子盤、轉(zhuǎn)子葉片、減渦器、機(jī)匣、靜子葉片、整流器、軸的其中一種或多種。

11、本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行時(shí)執(zhí)行上述轉(zhuǎn)靜子冷熱態(tài)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)方法。

12、上述轉(zhuǎn)靜子冷熱態(tài)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)方法能夠利用現(xiàn)有的真實(shí)熱態(tài)流道線信息，并結(jié)合已知的整體發(fā)動(dòng)機(jī)信息，確定需優(yōu)化的特定轉(zhuǎn)靜子部位后，由初始建立的冷態(tài)有限元模型作為假冷態(tài)模型，進(jìn)行熱態(tài)轉(zhuǎn)換，最終獲得真冷態(tài)模型，并采用真實(shí)熱態(tài)流道進(jìn)行修正，上述方法能夠精確快速地獲得冷態(tài)模型，并能夠借用平臺(tái)化設(shè)計(jì)的一體觀念，充分借用現(xiàn)有零部件，在實(shí)現(xiàn)快速設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)靜子的目的并縮短研制周期的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步降低了成本、提高了經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)特征：

1.轉(zhuǎn)靜子冷熱態(tài)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)靜子冷熱態(tài)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟s5的迭代過程包括如下步驟：

3.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)靜子冷熱態(tài)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在步驟s4中，將所述計(jì)算熱態(tài)流道線上各節(jié)點(diǎn)直接賦值為所述真實(shí)熱態(tài)流道線的坐標(biāo)值。

4.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)靜子冷熱態(tài)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)方法，其特征在于，該方法還包括s6.根據(jù)需優(yōu)化的轉(zhuǎn)靜子部位的所述最終冷態(tài)有限元模型計(jì)算得到冷態(tài)幾何模型。

5.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)靜子冷熱態(tài)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在步驟s2中建立所述轉(zhuǎn)靜子部位的冷態(tài)有限元模型時(shí)，還建立與所述轉(zhuǎn)靜子部位相關(guān)聯(lián)的部件模型和流場(chǎng)區(qū)域。

6.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)靜子冷熱態(tài)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在步驟s2中，對(duì)所述冷態(tài)有限元模型施加約束條件并施加載荷。

7.如權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)靜子冷熱態(tài)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述載荷包括氣體力分布載荷、旋轉(zhuǎn)角速度載荷和溫度載荷。

8.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)靜子冷熱態(tài)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述閾值為0.001mm或0.0001mm。

9.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)靜子冷熱態(tài)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)方法，其特征在于，轉(zhuǎn)靜子包括轉(zhuǎn)子盤、轉(zhuǎn)子葉片、減渦器、機(jī)匣、靜子葉片、整流器、軸的其中一種或多種。

10.一種存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)靜子冷熱態(tài)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)靜子冷熱態(tài)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟：確定需優(yōu)化的轉(zhuǎn)靜子部位，獲取真實(shí)熱態(tài)流道線；建立轉(zhuǎn)靜子部位的冷態(tài)有限元模型，使用計(jì)算固體力學(xué)方法對(duì)冷態(tài)有限元模型進(jìn)行計(jì)算；根據(jù)計(jì)算結(jié)果獲得計(jì)算熱態(tài)有限元模型和計(jì)算熱態(tài)流道線；將計(jì)算熱態(tài)流道線上的各節(jié)點(diǎn)移動(dòng)至真實(shí)熱態(tài)流道線上，獲得預(yù)估熱態(tài)有限元模型；計(jì)算預(yù)估熱態(tài)有限元模型和計(jì)算熱態(tài)有限元模型的對(duì)應(yīng)各節(jié)點(diǎn)的偏差絕對(duì)值，對(duì)偏差絕對(duì)值進(jìn)行閾值判斷，當(dāng)各節(jié)點(diǎn)的偏差絕對(duì)值均小于閾值時(shí)，將冷態(tài)有限元模型作為最終冷態(tài)有限元模型輸出。上述方法借助假冷態(tài)到熱態(tài)到真冷態(tài)的方式并利用設(shè)計(jì)平臺(tái)化方式，能夠得到轉(zhuǎn)靜子部件的冷態(tài)模型，顯著縮短研制周期。

技術(shù)研發(fā)人員：王丹丹,余學(xué)冉,司武林,劉小利,樊琳,曹藝,楊平,陳美寧,馮錦璋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)航發(fā)商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19