压力加载

周围的叶片经历高压气体。只有这种压力计算造成的压力。

首先,创建一个静态结构模型。

smodel = createpde (“结构”,“static-solid”);

导入和绘制几何图形,显示标签。

importGeometry (smodel“Blade.stl”);图pdegplot (smodel,“FaceLabels”,“上”,“FaceAlpha”,0.5)

生成一个网格的最大元素大小0.01。

msh = generateMesh (smodel,“Hmax”,0.01);

指定杨氏模量、泊松比和镍基合金的热膨胀系数(镍铬钛合金90)。

E = 227 e9;%在宾夕法尼亚州CTE = 12.7 e-6;% 1 / Kν= 0.27;structuralProperties (smodel“YoungsModulus”,E,…“PoissonsRatio”ν,…CTE的CTE);

指定的根在接触其他金属是固定的。

structuralBC (smodel“脸”3,“约束”,“固定”);

指定压力上的负载压力和吸力的刀片。这种压力是由于高压气体周围这些刀片。

p1 = 5 e5;%在宾夕法尼亚州p2 = 4.5 e5;%在宾夕法尼亚州structuralBoundaryLoad (smodel“脸”11“压力”,p1);%压力面structuralBoundaryLoad (smodel“脸”10“压力”,p2);%吸力面

解决结构性问题。

Rs =解决(smodel);

•冯•米塞斯应力和位移的阴谋。指定一个变形比例因子100更好地可视化变形。

图pdeplot3D (smodel,“ColorMapData”Rs.VonMisesStress,…“变形”Rs.Displacement,…“DeformationScaleFactor”,100)视图([116年25]);

最大应力约为100 Mpa,显著低于弹性极限。

热应力

确定温度分布和计算由于热膨胀应力和变形。这部分的例子忽略了压力。

首先,创建一个热模型进行稳态热分析。

tmodel = createpde (“热”,“稳态”);

进口相同的几何形状和使用相同的网格结构分析。

importGeometry (tmodel,“Blade.stl”);tmodel。要看更多有关憩苑网=;

假定叶片采用镍基合金(镍铬钛合金90),指定导热系数。

卡普= 11.5;%在W / m / KthermalProperties (tmodel,“ThermalConductivity”卡普);

周围的流体和之间的对流换热的脸刀片定义了这个问题的边界条件。气体的对流系数大于速度较高。同时,气体温度是不同的在不同的面孔。室内冷却空气的温度 ${\mathrm{150年}}^{\circ }\mathit{C}$,而温度对压力和吸力面 ${\mathrm{1000年}}^{\circ }\mathit{C}$。

%内部冷却thermalBC (tmodel,“脸”(15 12 14),…“ConvectionCoefficient”30岁的…“AmbientTemperature”,150);%压力面thermalBC (tmodel,“脸”11…“ConvectionCoefficient”,50岁,…“AmbientTemperature”,1000);%吸力面thermalBC (tmodel,“脸”10…“ConvectionCoefficient”现年40岁的…“AmbientTemperature”,1000);%的小费thermalBC (tmodel,“脸”13岁的…“ConvectionCoefficient”,20岁,…“AmbientTemperature”,1000);%基地(暴露于高温气体)thermalBC (tmodel,“脸”,1…“ConvectionCoefficient”现年40岁的…“AmbientTemperature”,800);%根接触到热的气体thermalBC (tmodel,“脸”(6 9 8 2 7),…“ConvectionCoefficient”15岁的…“AmbientTemperature”,400);

根的脸的边界条件与其他金属热接触,可以建模为对流与一个非常大的系数(约 $\mathrm{1000年}\mathit{W}/\left({\mathit{米}}^2\mathit{K}\right)$-金属接触)。

%的根与金属接触thermalBC (tmodel,“脸”(3 4 5),…“ConvectionCoefficient”,1000,…“AmbientTemperature”,300);

解决热模型。

Rt =解决(tmodel);

绘制温度分布。提示和根之间的温度范围从 ${\mathrm{820年}}^{\circ }\mathit{C}$来 ${\mathrm{330年}}^{\circ }\mathit{C}$。外部气体温度 ${\mathrm{1000年}}^{\circ }\mathit{C}$。室内冷却效率:它大大降低了温度。

图pdeplot3D (tmodel,“ColorMapData”Rt.Temperature)视图((130、-20));

现在,创建一个静态结构模型计算由于热膨胀应力和变形。

tsmodel = createpde (“结构”,“static-solid”);

导入相同的几何形状,并使用相同的网格和结构性能的材料的结构分析。

importGeometry (tsmodel“Blade.stl”);tsmodel。要看更多有关憩苑网=;structuralProperties (tsmodel“YoungsModulus”,E,…“PoissonsRatio”ν,…CTE的CTE);

指定参考温度。

tsmodel。ReferenceTemperature = 300;%在摄氏度structuralBodyLoad (tsmodel“温度”,Rt);

指定边界条件。

structuralBC (tsmodel“脸”3,“约束”,“固定”);

解决热应力问题。

Rts =解决(tsmodel);

•冯•米塞斯应力和位移的阴谋。指定一个变形比例因子100更好地可视化变形。应力集中在限制根,因为它不能自由的扩大,以及叶片和根之间的连接。

图(“单位”,“归一化”,“outerposition”,(0 0 1 1));pdeplot3D (tsmodel“ColorMapData”Rts.VonMisesStress,…“变形”Rts.Displacement,…“DeformationScaleFactor”,100)caxis ([0, 200 e6)视图([116年25]);

评估尖端的位移。在封面的设计,这种位移必须考虑避免覆盖和叶片之间的摩擦。

马克斯(Rts.Displacement.Magnitude)

ans = 0.0015

结合压力加载和热应力

计算应力和变形温度和压力造成的影响。

使用相同的模型进行热应力分析。加入压力上的负载压力和吸力的刀片。这种压力是由于高压气体周围这些刀片。

%压力面structuralBoundaryLoad (tsmodel“脸”11…“压力”,p1);%吸力面structuralBoundaryLoad (tsmodel“脸”10…“压力”,p2);

解决模型。

Rc =解决(tsmodel);

•冯•米塞斯应力和位移的阴谋。指定一个变形比例因子100更好地可视化变形。

图(“单位”,“归一化”,“outerposition”,(0 0 1 1));pdeplot3D (tsmodel“ColorMapData”Rc.VonMisesStress,…“变形”Rc.Displacement,…“DeformationScaleFactor”,100)caxis ([0, 200 e6)视图([116年25]);

评估的最大应力和最大位移。位移几乎是一样的热应力分析,最大应力,854 MPa,明显更高。

马克斯(Rc.VonMisesStress)

ans = 9.8378 e + 08年

马克斯(Rc.Displacement.Magnitude)

ans = 0.0015