适应弯扭隔肋的涡轮叶片多种扰流肋造型方法.pdf

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1、2014年6月第40卷第6期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsJune2014V01．40No．6适应弯扭隔肋的涡轮叶片多种扰流肋造型方法杨炯席平胡毕富张宝源(北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京100191)摘要：针对弯扭冷却通道内扰流肋的特点，提出了基于等距曲面的扰流肋造型方法，用隔肋等距面和叶盆或叶背等距面裁剪平板工具体得到肋条，以此为基础完成扰流肋建模．深入分析了该方法的原理；提出隔肋面自动识别和曲面匹配算法；

2、提取了关键造型参数；给出了基于草图的参数化实现方法，并在UG上开发出了造型模块，实现了适应弯扭隔肋的多种扰流肋造型．关键词：扰流肋；弯扭隔肋；等距曲面；涡轮叶片；UGOpenAPI中图分类号：V232．4文献标识码：A文章编号：1001．5965(2014)06-0775-07Multi·-typeribsofturbineblademodelingmethodfittingbowed·-twistwallYangJiongXiPingHuBifuZhangBaoyuan(SchoolofMechanicalEngi

3、neeringandAutomation，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Consideringthegeometricfeaturesofribsinabowed—twistcoolingpassage，amodelingmethodbasedonequidistantwaspresented．Itgeneratedribtools，whichwasatablettrimmedbyequidista

4、ntsurfacesofwallsinintracavityofbladeandpressureslideorsuctionslide，andthenconductedmodelingofribbedchannels．Furthermore，theprincipleofthemodelingmethodwasdeeplyanalyzed，andtwoalgorithmsweredeveloped，onerecognizedsurfacesofwallsinintracavityofbladeautomatically

5、，theothermatchedtwosur—faces．Themainparametersweredeterminedaswell．Meanwhile，ameansbasedonsketchtoparameterizeribbedchannelswasprovided．Eventually，theparametricdesignmoduleofribbedchannelswasdevelopedonunigraphics(UG)，whichachievedmultipleribbedchannelsmodeling

6、．Keywords：ribs；bowed-twistwall；equidistantsurface；turbineblade；UGOpenAPI1问题的提出增加涡轮进口温度是提高发动机推重比的重要措施．但涡轮进口温度的增加受到涡轮材料耐受温度的限制，目前先进军用发动机涡轮进口温度已超过1990K，已远远超过高温耐受合金的工作温度l300—1400K⋯．为保证发动机可靠工作，涡轮叶片普遍采用气膜加内流的复合冷却方式心】．相应的冷却结构包括气膜孔、扰流肋、扰流柱、冲击孔和尾缝等，如图1所示．扰流肋是其中重要的组成部分，布

7、置在由隔肋隔开叶片内腔形成的若干冷却通道的内壁中，其作用是增加散热面积、加强气流扰动，以强化换热，降低叶片内壁温度．为了精细组织冷却气流，挖掘现有冷却方式的潜力，多种不同类型的扰流肋被应用于涡轮叶片的设计∞。，与此同时弯扭型隔肋也被使用优化叶片内腔冷气通道的布置．隔肋特征由4张面拼接而成，对一个隔肋特征，定义：靠近发动机中心轴线的面为隔肋G．面，远离发动机中心轴线的面为隔肋G：面，靠近叶片前缘的面为隔肋G，面，靠近叶片后缘的面为隔肋G。面．直型隔肋(图1中收稿日期：2013-07-24；网络出版时间：2013—11-

8、2711：01；DOI：10．13700／j．bh．1001-5965．2013．0440网络出版地址：WWW．cnki．net／kems／detail／11．2625．V．20131127．1101．003．html基金项目：国家自然科学基金资助项目(51075021)作者简介：杨炯(1990一)，男，河南周口人，博士生，jiong_yang