薄壁结构壁厚超差容限的评判方法及系统技术方案

本公开涉及结构设计技术领域。提供了一种薄壁结构壁厚超差容限的评判方法及系统，包括：建立薄壁结构的理论结构模型；对理论结构模型进行网格划分以形成理论结构模型分析网格并获取网格节点；根据薄壁结构的结构形状和尺寸特征，利用自由网格变形方法建立理论结构模型分析网格的控制体并获取控制体单元节点；建立控制体单元节点与网格节点之间的映射关系；控制控制体单元节点的变化以控制网格节点的变化而获得壁厚超差容限后的分析网格；通过壁厚超差容限后的分析网格获得壁厚超差容限后的结构模型；对壁厚超差容限后的结构模型进行进行有限元分析，在薄壁结构的厚度变化区域内采样进行强度计算，从而评判壁厚超差容限对薄壁结构的影响。使用该方法效率高而且准确。

【技术实现步骤摘要】
薄壁结构壁厚超差容限的评判方法及系统
本公开涉及结构设计
，具体而言，涉及一种薄壁结构壁厚超差容限的评判方法及薄壁结构壁厚超差容限的评判系统。
技术介绍
为了满足现代航空发动机对高推动比的追求，涡轮叶片的结构形式由实心叶片发展到具有复杂内腔、气膜冷却孔及扰流柱等结构的空心气冷叶片。冷却叶片厚度非常薄，通常仅有1mm左右。在铸造过程中常存在壁厚的超差问题，并且叶根部位的厚度超差对叶片强度寿命影响非常大。目前，采用几何参数化方法评判锻造涡轮冷却叶片壁厚超差容限，该方法需要在几何模型上对壁厚变量进行更改，几何模型更新后还需进行网格划分；如此就需要多次建立几何模型并且多次对新建立的几何模型进行网格划分，而几何模型的建立和网格划分的工作量都较大，这样就会给设计人员增加很多工作量，导致效率低下；而且，通过直接改变叶片尺寸再划分网格的方法，小尺寸的变化有可能在划分网格的过程中被忽略，导致评判的不准确。因此，有必要研究一种新的薄壁结构壁厚超差容限的评判方法及薄壁结构壁厚超差容限的评判系统。需要说明的是，在上述
技术介绍
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【技术保护点】
一种薄壁结构壁厚超差容限的评判方法，其特征在于，包括：根据薄壁结构的结构设计的容限要求以及性能要求建立薄壁结构的理论结构模型；对所述理论结构模型进行网格划分以形成理论结构模型分析网格，并获取网格节点；根据所述薄壁结构的结构形状和尺寸特征，利用自由网格变形方法建立所述理论结构模型分析网格的控制体，并获取控制体单元节点；建立所述控制体单元节点与所述网格节点之间的映射关系；控制所述控制体单元节点的变化以控制所述网格节点的变化而获得壁厚超差容限后的分析网格；通过壁厚超差容限后的分析网格获得壁厚超差容限后的结构模型；对所述壁厚超差容限后的结构模型进行有限元分析，在所述薄壁结构的厚度变化区域内采样进行强度...

【技术特征摘要】
1.一种薄壁结构壁厚超差容限的评判方法，其特征在于，包括：根据薄壁结构的结构设计的容限要求以及性能要求建立薄壁结构的理论结构模型；对所述理论结构模型进行网格划分以形成理论结构模型分析网格，并获取网格节点；根据所述薄壁结构的结构形状和尺寸特征，利用自由网格变形方法建立所述理论结构模型分析网格的控制体，并获取控制体单元节点；建立所述控制体单元节点与所述网格节点之间的映射关系；控制所述控制体单元节点的变化以控制所述网格节点的变化而获得壁厚超差容限后的分析网格；通过壁厚超差容限后的分析网格获得壁厚超差容限后的结构模型；对所述壁厚超差容限后的结构模型进行有限元分析，在所述薄壁结构的厚度变化区域内采样进行强度计算，从而评判壁厚超差容限对薄壁结构的影响。2.根据权利要求1所述的薄壁结构壁厚超差容限的评判方法，其特征在于，所述控制体单元节点与所述网格节点之间的映射关系为正映射关系。3.根据权利要求1所述的薄壁结构壁厚超差容限的评判方法，其特征在于，所述薄壁结构壁厚超差容限的评判方法还包括：在获得壁厚超差容限后的分析网格后，对所述壁厚超差容限后的分析网格进行光顺处理。4.根据权利要求1所述的薄壁结构壁厚超差容限的评判方法，其特征在于，在所述理论结构模型的耦合界面处所述理论结构模型分析网格的所述控制体与其余位置的所述控制体保持一致。5.根据权利要求1所述的薄壁结构壁厚超差容限的评判方法，其特征在于，采用十节点四面体单元对所述理论结构模型进行网格划分。6.一种薄壁结构壁厚超差容限的评判系统，其特征在于，包括：理论结构模型建立单元，用于根据薄壁结构的结构设计的容...

【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，岳珠峰，万欢，孙守义，李亚东，赵哲南，陈瑞卿，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61