[發明專利]一種使用非接觸測量的渦輪葉片動應力計算方法

在審

• 申請號: 201811221896.0
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109359392A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 王維民;戶東方;張旭龍;李維博
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;F01D21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種使用非接觸測量的渦輪葉片動應力計算方法，其特征在于，所述監測計算動應力方法包括以下步驟：

(1)通過葉尖計時系統獲取旋轉態葉片的葉尖振動信息；

(2)通過有限元計算方法(FEM)獲取諧調葉盤葉片的模態振型、模態應力和模態頻率，獲取單個葉片懸臂梁狀態下的模態頻率；通過諧調葉盤葉片的模態振型、模態應力，獲得葉片模態應力對葉片模態位移的比值。

(3)結合步驟(2)計算得到結果和基本失諧模型(FMM)方法，獲得葉盤失諧模態加權因子和失諧模態振型；

(4)結合步驟(1)獲得的葉尖振動位移和步驟(3)獲得的失諧模態振型，獲得葉片振動響應計算的模態疊加形式的主坐標向量；

(5)由FEM計算的諧調模態應力，諧調模態振型和步驟(3)獲得的FMM計算的失諧模態加權因子獲得葉盤失諧模態應力；

(6)根據失諧模態應力和步驟4得到的主坐標向量計算得到葉片動應力值。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)中的葉尖計時系統對旋轉狀態的葉盤葉片進行監測，獲得葉尖振動幅值和葉片振動固有頻率。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)中的葉盤模型為基于步驟(1)中葉尖計時監測的葉盤實物獲得的，為理想的諧調的葉盤模型，即計算中每個扇區是相同的。本步驟中可以是每個葉片扇區均具有相同的結構參數和網格參數的整體葉盤有限元模型；也可以是建立單個扇區有限元模型，再進行基于循環對稱方式的有限元計算。

通過有限元計算獲得諧調葉盤模態頻率和模態應力；通過有限元計算獲得諧調葉盤單個葉片懸臂梁狀態下的模態頻率。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于步驟(4)獲取葉片振動響應計算的模態疊加形式的主坐標向量的計算輸入數據為：步驟(1)獲得的葉尖振動位移和步驟(3)獲得的失諧模態振型。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于步驟(5)中：由步驟(2)FEM計算的諧調模態的應力與諧調模態的葉片振動位移之比值以及步驟(3)獲得的失諧模態加權因子，共同作為葉盤失諧模態應力的計算輸入值。