汽轮机直叶片及叶轮设计计算一体化研究与应用

摘要

通过分析直叶片传统设计流程中的不足之处，借助程序编写，改变直叶片的设计流程，把设计流程末端的强度校核改为强度计算，并放置在流 程的最前端。把依据结构设计尺寸的强度校核改为由强度计算确定结构尺寸。通过编写程序操控作为中转站及叶片数据库的 excel 表格，实现叶片的快速设计计算及查询。直叶片设计完成后，由编写的程序驱动三维软件，完成直叶片的三维参数化模型的创建。叶轮强度采用二次算法，把叶轮轮体划分为十二段，并推导出每段内外直径及宽度与叶轮外形结构数据之间的数学表达式。根据所推导的公式，利用 VB 语言编写叶轮应力及过盈量的计算程序，并把叶轮的外形结构数据 输入到叶轮数据库中，同时查找数据库中有无相同结构尺寸的叶轮，以避免叶轮的重复设计。叶片的叶根装于叶轮的叶根槽中，叶片的强度计算涉及到叶轮的轮缘尺寸，叶轮强度计算中的径向外载荷主要来源于叶片的离心力，在强度计算过程中，两者之间相互关联。以相互关联的内容为纽带，把两者的强度计算整合为一体，极大的简化整了个计算过程。引入excel 表格作为数据 库，采用二次开发技术，利用 VB 编程，把叶片、叶轮强度计算、数据及叶片三维建模融为一体，实现汽轮机直叶片及其叶轮一体化设计计算。