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一种枞树形榫接结构优化设计方法及榫接结构技术

技术编号:42875618 阅读:26 留言:0更新日期:2024-09-30 15:01
本发明专利技术涉及一种枞树形榫接结构优化设计方法及榫接结构,包括以下步骤:获取榫头齿厚、榫头齿顶高、榫槽齿顶高的尺寸范围;在确定的尺寸范围内选取多组榫头齿厚、榫头齿顶高、榫槽齿顶高对应的参数化模型进行有限元接触应力分析;根据接触应力分析结果建立榫头齿厚、榫头齿顶高和榫槽齿顶高与最大等效应力之间的响应面模型;根据获取的响应面模型对榫头齿厚、榫头齿顶高和榫槽齿顶高进行优化,得到最佳的榫头齿厚、榫头齿顶高和榫槽齿顶高尺寸,采用本发明专利技术的方法设计得到的榫接结构降低了发生微动疲劳的风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空发动机,具体涉及一种枞树形榫接结构优化设计方法及榫接结构


技术介绍

1、这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
,而不必然地构成现有技术。

2、针对航空发动机叶片根部枞树形榫卯结构设计,申秀丽、宗洪明等研究了结构参数对榫接结构应力的影响,并多层次多方法地对齿形进行了优化;yu d等利用样条曲线技术和超椭圆曲线代替基于特征的方法对榫头和榫槽齿形进行表征,并利用多岛遗传算法等优化设计方法以峰值应力最小化为目标在优化设计平台进行了结构优化,上述优化设计方法主要针对压力角、齿形角等形状和尺寸进行优化设计,针对榫头齿厚、榫槽齿厚、榫头齿顶高、榫槽齿顶高未作为设计考虑因素,其实际设计时,一般采用人工凭借经验设定榫头齿厚、榫槽齿厚、榫头齿顶高、榫槽齿顶高,然后验证其是否满足挤压应力、弯曲应力及剪切应力的要求,然后人工对榫头齿厚、榫槽齿厚、榫头齿顶高、榫槽齿顶高进行修正,使其满足挤压应力、弯曲应力及剪切应力的要求,但是现有的设计方法未考虑榫齿和榫槽的接触区应力集中,因此,设计出的榫接结构在涡轮工作时有可能出现榫齿接触面由于小幅度滑动而产生本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种枞树形榫接结构优化设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的一种枞树形榫接结构优化设计方法,其特征在于,尺寸范围的确定方法为:根据设定的枞树形榫接结构设计标准以及榫头与榫槽配合的几何约束条件获取榫头齿厚、榫头齿顶高、榫槽齿顶高的初步范围,在初步范围内选取多组榫头齿厚、榫头齿顶高、榫槽齿顶高对应的参数化模型进行有限元挤压应力、弯曲应力和剪切应力分析,选取分析结果满足要求的尺寸范围作为最终的榫头齿厚、榫头齿顶高、榫槽齿顶高的尺寸范围。

3.如权利要求1所述的一种枞树形榫接结构优化设计方法,其特征在于,建立的参数化模型为枞树形榫接结构半参数化模...

【技术特征摘要】

1.一种枞树形榫接结构优化设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的一种枞树形榫接结构优化设计方法,其特征在于,尺寸范围的确定方法为:根据设定的枞树形榫接结构设计标准以及榫头与榫槽配合的几何约束条件获取榫头齿厚、榫头齿顶高、榫槽齿顶高的初步范围,在初步范围内选取多组榫头齿厚、榫头齿顶高、榫槽齿顶高对应的参数化模型进行有限元挤压应力、弯曲应力和剪切应力分析,选取分析结果满足要求的尺寸范围作为最终的榫头齿厚、榫头齿顶高、榫槽齿顶高的尺寸范围。

3.如权利要求1所述的一种枞树形榫接结构优化设计方法,其特征在于,建立的参数化模型为枞树形榫接结构半参数化模型,半参数化模型为以枞树型榫接结构中心线一侧的部分建立的参数化模型。

4.如权利要求1所述的一种枞树形榫接结构优化设计方法,其特征在于,有限元接触应力分析的具体步骤为:

5.如权利要求4所述的一种枞树形榫接结构优化设计方法,其特征在于,划分网格时,榫齿和榫槽接触区的网格尺寸小于榫接结构其余部分的网格尺寸,采用四边形网格,接触区域的网...

【专利技术属性】
技术研发人员:史振宇段宁民宋来聪李永刘晓文王继来张成鹏
申请(专利权)人:山东大学
类型:发明
国别省市:

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