涡轮增压器压气机叶片静态和动态特性研究及优化设计

发布时间：2020-07-31 10:13

【摘要】： 增压器叶片是增压器中最重要的零部件之一，在高温高压下，承受离心力和气动力，以及振动、腐蚀、氧化等作用，工作环境十分恶劣，因此叶片故障时有发生，从这个意义上说，一台增压器性能的好坏取决于叶片性能的好坏与否。 论文以某涡轮增压器的压气机叶片为研究对象，讨论了基于参数化驱动的压气机叶片的静态和动态特性的组合优化技术。以I-DEAS编程工具PRG的参数化驱动技术为平台，将压气机叶轮设计与分析中许多步骤自动集成，不仅提高了重分析效率，并为后续优化设计提供了参数化驱动基础。 首先在I-DEAS中利用PRG的特点及关键技术给出了参数化驱动的数学模型，划分有限元网格，并且进行静强度分析。然后将I-DEAS中的模型导入ANSYS中，进行动态特性分析。最后将二者集成到iSIGHT软件中进行组合优化设计。论文以压气机叶片的厚度为变量，在保证叶片的流场特性基本不变的前提下，以压气机叶片的质量为目标函数，优化结果使叶片的质量减小了9.3％。 论文所采用的方法适合叶轮机械的多学科组合优化，能够有效的实现考虑叶片的静强度和动态特性两方面因素的组合优化设计，对叶轮机械全方位评价和设计系统的发展具有很好的工程应用意义。
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH45
【图文】：

这部分空气的流速，把动能转化为压力能，从而提高空气的静压。2.4.3离心式压气机叶片的三维建模叶片进行三维建模的关键是叶型轮廓的建立，如图2.2所示。叶轮的大小叶片一共包括8条样条曲线，8条点对点直线。这8条曲线是根据自底向上的造型方法来生成的，即先根据坐标生成点，再根据点生成线。然后根据LOFT命令，将线框生成实体，图2.2为优化前叶片的三维效果图。为了提高建模的效率根据I一DEAS的PRG语言来编写程序，自动进行坐标点线的生成。

大连交通大学工学硕士学位论文2.叶片参数化的实现方法首先，提取初始叶片关键截面上的关键点，如图2.3所示。通过控制关键点的缩放可以控制叶片的厚度。然后，通过关键点生成关键截面的线，如图2.4所示。最后，通过loft命令生成叶片的实体模型。如图2.5所示。咬之李之:溉飞、卡宁吸诀、十平图2.3关键点 Fig.2.3KeyPoint图2.4叶片截面图图2.5叶片成形过程图 Fig.2.4Bladeseetionalview Fig2.STheProgressofbladeshaped本章小结本章主要进行了如下的工作:1.介绍了用于进行参数化建模的有限元软件I一DEAS;2.介绍了离心式压气机的相关知识;3.详细介绍了叶片的参数化驱动理论和方法。

提取初始叶片关键截面上的关键点，如图2.3所示。通过控制关键点的缩放可以控制叶片的厚度。然后，通过关键点生成关键截面的线，如图2.4所示。最后，通过loft命令生成叶片的实体模型。如图2.5所示。咬之李之:溉飞、卡宁吸诀、十平图2.3关键点 Fig.2.3KeyPoint图2.4叶片截面图图2.5叶片成形过程图 Fig.2.4Bladeseetionalview Fig2.STheProgressofbladeshaped本章小结本章主要进行了如下的工作:1.介绍了用于进行参数化建模的有限元软件I一DEAS;2.介绍了离心式压气机的相关知识;3.详细介绍了叶片的参数化驱动理论和方法。

【引证文献】

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本文编号：2776334