一种基于热阻的压气机螺栓连接部位温度场计算方法技术

本发明专利技术提供了一种基于热阻的压气机螺栓连接部位温度场计算方法，包括：获取三维温度场下第一高温侧基准温度、第一低温侧基准温度；构建螺栓连接部位二维仿真模型；获取螺栓连接部位的应用热阻；平均分配应用热阻并计算螺栓连接部位的二维温度场初始值；计算二维温度场下第二高温侧基准温度、第二低温侧基准温度；修正应用热阻；调整应用热阻分配比例，并计算螺栓连接部位的二维温度场。该方法可以解决二维温度场与三维温度场存在差异的问题，具有简单便捷、二维温度场的计算精度与计算效率高的优点。的优点。的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于热阻的压气机螺栓连接部位温度场计算方法


[0001]本专利技术属于航空发动机温度场计算
，涉及一种基于热阻的压气机螺栓连接部位温度场计算方法。

技术介绍

[0002]在航空发动机领域，压气机温度场对压气机结构设计和强度评估具有重要意义。目前为了保证计算效率，压气机温度场多采用二维计算方法计算，二维计算模型建立过程中通常将非轴对称结构，例如螺栓进行简化删除处理。但是，由于压气机盘螺栓连接部位具有明显三维特征，单纯按照实际环境添加边界条件进行二维温度场计算后，计算结果与三维温度场存在一定误差。尤其在螺栓两端的边界条件差异较大时，螺栓连接两端安装平面的实际温度差值往往大于二维计算结果。
[0003]再者，现有技术中通常采用在螺栓连接部位的各个接触面添加接触热阻来实现二维温度场的较大温差，但由于误差实际上主要是由螺栓连接部位独有的三维特征造成的，因此只使用接触热阻计算公式计算热阻值往往不准确。
[0004]因此，有必要设计一种能够降低二维与三维温度场差异、提高二维温度场计算精度、提升计算效率的方法。r/>
技术实现思路
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于热阻的压气机螺栓连接部位温度场计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取压气机转子螺栓连接部位的三维温度场，计算三维温度场下第一高温侧基准温度、第一低温侧基准温度；S2、构建螺栓连接部位二维仿真模型，螺栓连接部位二维仿真模型包括低温侧安装边、中间盘、高温侧安装边，定义中间盘与低温侧安装边的接触面为第一接触面，中间盘与高温侧安装边的接触面为第二接触面；S3、基于第一高温侧基准温度、第一低温侧基准温度、螺栓连接部位二维仿真模型，计算螺栓连接部位的应用热阻；S4、平均分配应用热阻给第一接触面和第二接触面，计算螺栓连接部位的二维温度场初始值；S5、依据二维温度场初始值，获取二维温度场下第二高温侧基准温度、第二低温侧基准温度；S6、计算第二高温侧基准温度与第一高温侧基准温度的第一差值，以及第二低温侧基准温度与第一低温侧基准温度的第二差值，依据第一差值、第二差值、以及预设比较条件获取比较结果；S7、依据比较结果修正应用热阻，并重复步骤S4~S6直至比较结果满足预设比较条件；S8、基于修正后二维温度场调整应用热阻分配比例，并计算螺栓连接部位的二维温度场。2.根据权利要求1的基于热阻的压气机螺栓连接部位温度场计算方法，其特征在于，步骤S3中，基于第一高温侧基准温度、第一低温侧基准温度、螺栓连接部位二维仿真模型，计算螺栓连接部位的应用热阻，方法包括：S31、依据第一低温侧基准温度，计算低温侧安装边的热流密度；S32、利用第一低温侧基准温度、第一高温侧基准温度、热流密度，计算单位面积总热阻；S33、基于螺栓连接部位二维仿真模型，获取低温侧安装边、中间盘、高温侧安装边的单位面积总导热热阻；S34、计算总热阻与总导热热阻的差值作为螺栓连接部位单位面积的应用热阻。3.根据权利要求2的基于热阻的压气机螺栓连接部位温度场计算方法，其特征在于，步骤S31中，依据第一低温侧基准温度，计算低温侧安装边的热流密度的计算公式为：，其中，为热流密度；h为螺栓连接部位仿真计算模型的边界条件中的换热系数；为气流温度；为壁面温度，此处选取第一低温侧基准温度；步骤S32中，利用第一低温侧基准温度、第一高温侧基准温度、热流密度，计算单位面积总热阻的计算公式为：，其中，为总热阻，为第一高温侧基准温度。4.根据权利要求1的基于热阻的压气机螺栓连接部位温度场计算方法，其特征在于，步
骤S5中，第二高温侧基准温度和第二低温侧基准温度的计算公式均为：，其中，L为螺栓连接部位二维仿真模型中高温侧螺栓安装面或低温侧螺栓安装面的二维线段；为线...

【专利技术属性】
技术研发人员：程荣辉，李晓琳，张少平，任芳，贺进，郭文，
申请(专利权)人：中国航发四川燃气涡轮研究院，
类型：发明
国别省市：