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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110245407A(43)申请公布日2019.09.17(21)申请号201910486400.0(22)申请日2019.06.05(71)申请人杭州汽轮机股份有限公司地址310022浙江省杭州市下城区石桥路357号(72)发明人蓝吉兵潘慧斌隋永枫魏佳明孔建强余沛坰(74)专利代理机构杭州斯可睿专利事务所有限公司33241代理人唐迅(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种汽轮机叶片扭曲规律设计方法(57)摘要本发明公开了一种汽轮机叶片扭曲规律设计方法,具体步骤为:1.输入最终气动叶型,并设为初始叶型;2.将叶型沿径向分成n个截面,同时将每个截面上的叶型分成前缘、尾缘、压力面、吸力面4段,并对三维叶型进行离散化处理;3.对叶型施加离心力及汽流力,进行分析,得到各节点的坐标;4.计算迭代坐标差值,计算加工叶型Ak坐标(xi,j,k,yi,j,k,zi,j,k),计算收敛,输出加工叶型Ak坐标;5.计算不收敛,在步骤4获得的加工叶型的基础上,继续对其进行大变形非线性静力分析,获得所有节点的坐标满足条件,否则继续进行迭代计算。本发明公开的一种汽轮机叶片扭曲规律设计方法,可用于所有汽轮机扭叶片的设计中,使设计更为精细化,能有效提升通流实际性能。CN110245407ACN110245407A权利要求书1/1页1.一种汽轮机叶片扭曲规律设计方法,其特征在于通过特定的流程和算法,采用迭代的方法实现最终气动叶型向加工叶型的转换过程。其具体步骤为:步骤1)、输入最终气动模型,并将其设为A0;步骤2)、将最终气动叶型沿径向分成n个截面;同时将每个截面上的叶型分成前缘、尾缘、压力面、吸力面4段,对三维叶型进行离散化处理,其中前、尾缘曲率半径小的区域节点数量为a,背弧、内弧曲率半径大的区域节点数量为b。初始叶型A0离散点坐标为(xi,j,0,yi,j,0,zi,j,0);步骤3)、对叶型施加离心力及汽流力,并进行大变形非线性静力分析,得到变形后各节点的坐标(x’i,j,k,y’i,j,k,z’i,j,k),所述i为1到n的变量,n为截面数,j为1到m的变量,m为截面节点数,k为迭代次数,初值k=1;步骤4)、计算迭代坐标差值△uk=x’i,j,k-xi,j,0,△vk=y’i,j,k-yi,j,0,△wk=z’i,j,k-zi,j,0;计算加工叶型Ak坐标(xi,j,k,yi,j,k,zi,j,k),xi,j,k=xi,j,k-1-△uk,yi,j,k=yi,j,k-1-△vk,zi,j,k=zi,j,k-1-△wk;1<i≤n,1<j≤m,满足时,计算收敛,输出加工叶型Ak坐标(xi,j,k,yi,j,k,zi,j,k);步骤5)、计算不收敛,在步骤4获得的加工叶型Ak的基础上,继续对其进行大变形非线性静力分析,获得所有节点的坐标(x’i,j,k,y’i,j,k,z’i,j,k),其中k=k+1,满足时,计算收敛,输出加工叶型Ak坐标(xi,j,k,yi,j,k,zi,j,k),不满足时,进行迭代计算。2CN110245407A说明书1/3页一种汽轮机叶片扭曲规律设计方法技术领域[0001]本发明涉及汽轮机叶片技术领域,特别是汽轮机长扭叶片。背景技术[0002]汽轮机是将水蒸汽的热能转化为机械能的动力设备。其用途广泛,是现代火力发电厂的主要设备,同时也可作为拖动给水泵、压缩机等工业领域的驱动设备等。叶片,是汽轮机的核心,其型线的设计水平直接影响整机效率。气动设计给出的是最终气动叶型,而结构设计图需要的是机械加工叶型。传统设计往往将最终气动设计叶型作为结构设计和机械加工的叶型。而实际上,在离心力和汽流力的作用下叶片将产生扭转恢复和伸长,它不但使气动性能恶化,而且还会影响叶片的载荷及改变叶片截面稳态应力的分布。近年来随着汽轮机叶片的排气面积不断增加,使得叶型的这种变化对气动影响不断增大。同时,随着对叶片气动性能要求不断提高,对考虑最终气动叶型和加工叶型变化的设计提出更为严格的要求,本发明正是为了解决以上问题。发明内容[0003]本发明方法,克服现有技术的不足,提供一种汽轮机叶片扭曲规律设计方法,能够实现汽轮机叶片从最终气动叶型向加工叶型转换,克服传统方法将气动设计叶型作为结构设计和机械加工叶型造成性能衰减的不足。[0004]本发明方法,提供一种汽轮机叶片扭曲规律设计方法,包括以下步骤:[0005]步骤1)输入最终气动模型,并将其设为A0;[0006]步骤2)将最终气动叶型沿径向分成n个截面;同时将每个截面上的叶型分成前缘、尾缘、压力面、吸力面4段。对三维叶型进行离散化处理,其中前、尾缘曲率半径小的区域节点