多能場作用下透平葉片的服役變形機理與設(shè)計補償.pdf

1、中圖分類號UDCTK47621碩士學(xué)位論文學(xué)校代碼!Q5三3密級公玨多能場作用下透平葉片的服役變形機理與設(shè)計補償DeformationMechanismofTurbineBladeinMultifunctionalFieldsandCompensationforDesign作者姓名：學(xué)科專業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：論文答辯日期王鵬機械工程機械電子工程機電工程學(xué)院廖平教授p7妒：spg答辯委員會主席中南大學(xué)2014年5月多能

2、場作用下透平葉片的服役變形機理與設(shè)計補償摘要：燃汽輪機作為高端裝備是當前世界各國的研究重點，其關(guān)鍵功能零件一一透平葉片，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價昂貴、技術(shù)含量高，歷來都是世界各國施行技術(shù)封鎖的對象。透平葉片服役于高溫、高壓、高速旋轉(zhuǎn)的工況下，不可避免會產(chǎn)生變形，影響葉片的動力性能和工作效率，因此研究葉片在多能場作用下的服役變形并對其進行補償十分必要。論文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點有：(1)透平葉片多能場模型的建立：運用SOLIDWORKS幾何造型技術(shù)

3、和HYPERMESH網(wǎng)格劃分技術(shù)建立了透平葉片燃氣、冷卻氣以及固體域的流場網(wǎng)格，經(jīng)過流場湍流強度等計算，確定了流體的可壓定常模型、RNGke湍流模型、進出口邊界、壁面邊界等一系列流場參數(shù)。(2)透平葉片在多能場作用下溫度和壓強分布的求解：使用經(jīng)典流場模擬軟件FLUENT求解，得到透平葉片在多能場下的湍流強度、速度、溫度和壓力分布，并與MARKII系列渦輪葉片的實驗結(jié)果對比，驗證了模型的可靠性。此外，還研究了冷卻工質(zhì)流量比對葉片溫度分布的

4、影響，得出了合理的冷卻工質(zhì)流量比。(3)多能場作用下透平葉片服役變形的有限元求解：將流場求解得到溫度、壓強等載荷通過FSImapping技術(shù)映射到有限元網(wǎng)格，建立葉片的有限元模型，借助ANSYS求解得到葉片在溫度、壓力、離心力三者單獨作用和共同作用下的變形，并利用灰色關(guān)聯(lián)度理論分析了不同載荷對葉片X、Y、Z向變形的影響。此外，通過曲面零件的熱變形實驗和關(guān)聯(lián)度分析驗證了曲面零件熱變形理論模型的正確性。(4)透平葉片的曲面設(shè)計補償：對有限元