[發明專利]1000MW超臨界汽輪機轉子輪槽面溫度場重構的方法

有效

• 申請號: 201010214193.2
• 申請日: 2010-06-30
• 公開（公告）號: CN101908084A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 陳明;李軍利;安慶龍;戎斌;韓冰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;F01D5/02;B23Q17/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

1.一種1000MW超臨界汽輪機轉子輪槽面溫度場重構的方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，分別取樅樹型銑刀輪廓形線上輪槽根部、中部和頂部的若干離散點作為檢測點，采用等效切削速度、等效切削厚度和等效每齒進給量的原則，得到使用標準整體式圓柱立銑刀進行標準切削實驗的等效切削速度、等效切削厚度及等效進給速度；

第二步，采用微元法建模方法，以第一步得到的等效切削速度、等效切削厚度以及等效進給速度作為邊界條件建立輪槽型面上各檢測點的等效二維正交切削模型，確定等效二維正交切削模型中的工件材料、刀具與工件材料的摩擦系數、網格劃分、載荷施加量、銑刀幾何角度、切削刃鈍圓半徑和涂層，進而得到各檢測點的有限元模擬的切削溫度；

第三步，采用與等效二維正交切削模型中的刀具相同的銑刀幾何角度、切削刃鈍圓半徑和涂層的標準圓柱螺旋銑刀，在等效切削速度、等效切削厚度以及等效進給速度下進行標準切削實驗，實驗過程中采用半人工熱電偶法測量刀具-工件接觸區域的溫度，以實驗測量所得的溫度對等效二維正交切削有限元模型進行修正，得到修正后的仿真模型；

第四步，利用修正后的仿真模型對葉根輪槽型面上除檢測點外的其他離散點進行仿真，得到每個離散點的溫度場分布，從而擬合得到整個葉根輪槽型面的溫度場分布。

2.根據權利要求1所述的1000MW超臨界汽輪機轉子輪槽面溫度場重構的方法，其特征是，所述的等效切削速度，是：

其中：

n_圓是等效切削速度對應的等效轉速，n_樅是樅樹型銑刀轉速，d_樅是樅樹型銑刀直徑，d_圓是圓柱銑刀直徑，v是刀具輪廓取樣點線速度。

3.根據權利要求1所述的1000MW超臨界汽輪機轉子輪槽面溫度場重構的方法，其特征是，所述的等效切削厚度，是：

a_c＝f_z·sinθ，

其中：

a_c是等效切削厚度，f_z是每齒進給量，θ是樅樹型銑刀接觸角度，a_e樅是樅樹型銑刀側吃刀量，d_圓是圓柱銑刀直徑。

4.根據權利要求1或2所述的1000MW超臨界汽輪機轉子輪槽面溫度場重構的方法，其特征是，所述的等效進給速度，是：

v_f＝f_z·z·n_圓/60，

其中：v_f是等效進給速度，f_z為每齒進給量，z為標準圓柱銑刀的齒數，n_圓為等效切削速度對應的等效轉速。

5.根據權利要求1所述的1000MW超臨界汽輪機轉子輪槽面溫度場重構的方法，其特征是，所述的工件材料采用Johnson-Cook本構模型模擬得到。

6.根據權利要求1所述的1000MW超臨界汽輪機轉子輪槽面溫度場重構的方法，其特征是，所述的刀具與工件材料的摩擦力是采用庫倫摩擦定律進行模擬得到的。

7.根據權利要求1所述的1000MW超臨界汽輪機轉子輪槽面溫度場重構的方法，其特征是，所述的網格劃分是：刀-屑接觸區域網格為歐拉區域，其他區域為拉格朗日區域。

8.根據權利要求1所述的1000MW超臨界汽輪機轉子輪槽面溫度場重構的方法，其特征是，所述的修正是通過調整等效二維正交切削模型中的工件材料、刀具與工件材料的摩擦力、網格劃分和載荷施加量使得有限元模擬的溫度和實驗測量的溫度的差值小于閾值T。