(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210976226.X (22)申请日 2022.08.15 (71)申请人 中国航发沈阳发动机 研究所 地址 110015 辽宁省沈阳市沈河区万 莲路1 号 (72)发明人 张翠华　伊锋　刘一雄　苏守丽　 吴云伍　 (74)专利代理 机构 北京航信高科知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11526 专利代理师 郭鹏鹏 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 30/28(2020.01)G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种航空发动机涡轮气冷叶片强度评估方 法 (57)摘要 本申请属于航空发动机涡轮气冷叶片强度 评估技术领域， 具体涉及一种航空发动机涡轮气 冷叶片强度评估方法， 包括： 提取涡轮气冷叶片 典型截面； 将涡 轮气冷叶片典型截面的几何模型 导入到有限元软件中， 定义单元类型为广义平面 单元， 进行网格划分， 得到涡轮气冷叶片广义平 面应变分析模 型； 在涡轮气冷叶片广义平面应变 分析模型中， 附加涡轮气冷叶片典型截面受到的 离心载荷、 气动载荷以及温度载荷， 得到涡轮气 冷叶片典型截面上的应力分布， 对航空发动机涡 轮气冷叶片强度评估。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 115329488 A 2022.11.11 CN 115329488 A 1.一种航空发动机涡轮气冷叶片强度评估方法， 其特 征在于， 包括： 提取涡轮气冷叶片典型截面； 将涡轮气冷叶片典型截面的几何模型导入到有限元软件中， 定义单元类型为广义平面 单元， 进行网格划分， 得到涡轮气冷叶片广义平面应 变分析模型； 在涡轮气冷叶片广义平面应变分析模型中， 附加涡轮气冷叶片典型截面受到的离心载 荷、 气动载荷以及温度载荷， 得到涡轮气冷叶片典型截面上的应力分布， 对航空发动机涡轮 气冷叶片强度评估。 2.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮气冷叶片强度评估方法， 其特 征在于， 涡轮气冷叶片典型截面包括： 涡轮气冷叶片应力最大的叶根截面； 涡轮气冷叶片温度最高的叶中截面； 涡轮气冷叶片应力、 温度较高的叶中截面。 3.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮气冷叶片强度评估方法， 其特 征在于， 还包括： 对涡轮气冷叶片典型截面进行简化处理， 取消气膜孔、 扰流柱、 排气尾缝特征， 使叶型 连续。 4.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮气冷叶片强度评估方法， 其特 征在于， Mxj, 离＝‑CFZ(Ym‑Yj)+CFY(Zm‑Zj)； Myj, 离＝‑CFZ(Xm‑Xj)； CFZ＝mω2Zm； CFY＝mω2Ym； 其中， Mxj, 离为第j个涡轮气冷叶片典型截面受到的离心载荷绕X轴的弯 矩； Myj, 离为第j个涡轮气冷叶片典型截面受到的离心载荷绕Y轴的弯 矩； CFY为第j个涡轮气冷叶片典型截面以上离心力沿Y轴的分量； CFZ为第j个涡轮气冷叶片典型截面以上离心力沿Z轴的分量； Xj、 Yj、 Zj为第j个涡轮气冷叶片典型截面的重心坐标； Xm、 Ym、 Zm为第j个涡轮气冷叶片典型截面以上的重心坐标； m为第j个涡轮气冷叶片典型截面以上的质量； ω为涡轮气冷叶片的角速度。 5.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮气冷叶片强度评估方法， 其特 征在于， 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115329488 A 2其中， Mxj, 离为第j个涡轮气冷叶片典型截面受到的气动载荷绕X轴的弯 矩； Myj, 离为第j个涡轮气冷叶片典型截面受到的气动载荷绕Y轴的弯 矩； Zj为第j个涡轮气冷叶片典型截面重心的Z向坐标； Zi、 Zi‑1为第j个涡轮气冷叶片典型截面以上， 第i、 i ‑1个截面重心的Z向坐标； Zmi为第j个涡轮气冷叶片典型截面以上， 第i、 i ‑1个截面间的重心的Z向坐标； ρ1mi、 ρ2mi为第j个涡轮气冷叶片典型截面以上， 第i、 i ‑1个截面间气流进、 出口处的平均 密度； c1ami、 c2ami为第j个涡轮气冷叶片典型截面以上， 第i、 i ‑1个截面间气流进、 出口处的平 均轴向速度； P1mi、 P2mi为第j个涡轮气冷叶片典型截面以上， 第i、 i ‑1个截面间气流进、 出口处的平均 静压； c1umi、 c2umi为第j个涡轮气冷叶片典型截面以上， 第i、 i ‑1个截面间气流进、 出口处的平 均周向速度； Q为涡轮气冷叶片的数量。 6.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮气冷叶片强度评估方法， 其特 征在于， 附加涡轮气冷叶片典型截面受到的温度载荷， 根据计算状态的总体设计参数， 进行换 热分析得到。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115329488 A 3