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申请/专利权人：中国航发四川燃气涡轮研究院

摘要：本发明涉及涡轮叶片设计技术领域，公开了无冠带涂层单晶涡轮叶片热机疲劳模拟件设计方法及系统，涡轮叶片热机疲劳模拟件设计过程中同时考虑了考核部位的应力以及叶身非考核部位的最大等效应力，确保叶片关考核部位的应力状态与受真实离心力状态一致，且非考核部位的应力不会过高，从而规避了非考核部位先于考核部位发生裂纹的问题；此外设计过程中的设计参数较少，能较快找到合适的参数组合；叶冠形状简单，加工方便，容易控制成本。获得的涡轮叶片热机疲劳模拟件可通过在加载区加载径向静拉力来模拟离心力，同时在静止条件下加载温度场，载荷的施加也会变得方便，而且非加载区的划分可以规避叶片排气边倒圆位置容易出现应力集中的问题。

主权项：1.无冠带涂层单晶涡轮叶片热机疲劳模拟件设计方法，其特征在于，包括：根据无冠带涂层单晶涡轮叶片三维模型，利用有限元仿真获得无冠涡轮叶片考核部位在考核工况的离心力作用下的等效应力；以所述三维模型的叶尖截面轮廓为草图，沿叶片积叠轴向且背离叶根方向拉伸出过渡段；对过渡段的顶端截面轮廓曲线进行偏置，形成叶冠轮廓曲线，以叶冠轮廓曲线为草图，沿叶片积叠轴向且背离叶根方向拉伸出叶冠；在过渡段与叶冠的连接平面上，将叶片尾缘点在过渡段轮廓曲线上对应的点与叶冠轮廓曲线上尾缘点对应的偏置点连接，形成分割基准线，对分割基准线在连接平面进行两侧等距偏置，两个偏置线将叶冠轮廓曲线、过渡段轮廓曲线合围形成的整环段划分为两个环段区域，其中较小环段区域划分为非加载区，较大的环段区域划分为加载区，并计算加载区与整环段区域的面积比值；将过渡段、叶冠和三维模型的涡轮叶片合为一个初始模拟叶片，在不同过渡段拉伸长度和不同面积比值条件下，利用有限元仿真调整加载区的静拉力，使静拉力加载过程中考核部位的应力与所述等效应力偏差在预设偏差范围内，获得叶身非考核部位的最大等效应力；以过渡段拉伸长度和对应面积比值为输入，叶身非考核部位的最大等效应力为输出，构建非考核区域的最大等效应力分析模型；根据最大等效应力分析模型，分析获得非考核区域的最大等效应力极小值对应的过渡段拉伸长度和面积比值参数组合，根据无冠带涂层单晶涡轮叶片的尺寸参数，以及最大等效应力极小值对应的过渡段拉伸长度和面积比值参数组合，构建涡轮叶片热机疲劳模拟件。

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