南京航空航天大学屠泽灿获国家专利权
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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利基于细观结构特征统计的CMC材料涡轮叶片概率性热分析方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115795968B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211564569.1,技术领域涉及:G06F30/23;该发明授权基于细观结构特征统计的CMC材料涡轮叶片概率性热分析方法是由屠泽灿;毛军逵;李龙凯;赵陈伟;朱爱玲;梁旋设计研发完成,并于2022-12-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于细观结构特征统计的CMC材料涡轮叶片概率性热分析方法在说明书摘要公布了:本发明公开一种基于细观结构特征统计的CMC涡轮叶片概率性热分析方法,针对编织结构CMC材料,采用XCT获取材料内部不同截面的细观结构特征图像,统计分析纤维束截面尺寸、纤维束间距及编织角度等细观几何参数的概率分布特征,基于编织结构CMC材料细观结构参数化模型获取各向异性等效导热系数的概率分布特征,在此基础上,在编织结构CMC涡轮叶片热分析模型中引入各向异性导热系数的空间分布变化及概率分布,采用蒙特卡洛随机有限元方法统计分析叶片温度场的概率性特征。本发明基于实际细观结构图像获取CMC材料内部几何结构的随机特征,以及对应的各向异性热物性概率分布,能够更真实有效地获取编织结构CMC材料涡轮叶片潜在的高温区域特征。
本发明授权基于细观结构特征统计的CMC材料涡轮叶片概率性热分析方法在权利要求书中公布了:1.基于细观结构特征统计的CMC材料涡轮叶片概率性热分析方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤一:对编织结构CMC材料样品采用XCT开展细观结构测试,获取材料不同方向和位置截面的细观结构图像; 步骤二:针对一定数量的细观结构图像,统计分析材料内部经纱和纬纱截面长度和宽度、经纱间距和编织角度这些几何特征参数的概率分布特征,并采用相应的概率分布函数表征; 步骤三:建立CMC材料细观编织结构参数化模型,参数化的几何特征包括经纱和纬纱截面长度和宽度、经纱间距和编织角度,将步骤二中的几何特征参数输入CMC材料细观编织结构参数化模型,基于蒙特卡洛随机有限元方法计算获取材料各向异性导热系数的概率分布特征; 步骤四:针对CMC涡轮叶片,采用各向异性等效导热系数表征编织结构CMC材料热物性特征,各向异性导热系数的方向随着叶片型面发生变化,采用曲线坐标系实现各向异性导热系数的主坐标系到空间坐标系的转换,计算中使用四面体网格生成叶片网格,分别在叶片内外壁面施加第三类对流换热边界条件,开展CMC叶片温度场有限元计算; 步骤五:基于蒙特卡洛随机有限元方法,在步骤三获取的材料各向异性导热系数概率分布中进行抽样,重复步骤四中CMC叶片温度场有限元计算,进而获取CMC叶片温度场的概率分布特征,对叶片最高温度等关键参数进行统计分析。
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