压力负荷

刀片从周围气体经历高压。计算仅通过此压力引起的应力。

首先，创建一个静态结构模型。

smodel = createpde（'结构'那“静态固体”）;

导入和绘制几何形状，显示面板标签。

imporgeometry（Smodel，'blade.stl'）;图pdegplot（smodel，'FaceLabels'那'上'那'Facealpha'，0.5）

生成最大元素大小0.01的网格。

msh = generatemesh（smodel，'HMAX'，0.01）;

为镍基合金（Nimonic 90）指定杨氏模量，泊松比和热膨胀系数。

E = 227E9;PA.CTE = 12.7e-6;％在1 / knu = 0.27;结构性（Smodel，'年轻odsmodulus'e，......'Poissonsratio'，nu，......'CTE'，CTE）;

指定与其他金属接触的根的面部是固定的。

StructuralBC（Smodel，'脸'，3，'约束'那'固定的'）;

指定压力和刀片的吸入侧的压力负荷。这种压力是由于叶片的这些侧面的高压气体。

p1 = 5e5;PA.p2 = 4.5e5;PA.结构婚姻（Smodel，'脸'，11，'压力'，p1）;％压力侧结构婚姻（Smodel，'脸'10，'压力'，p2）;％吸入侧

解决结构问题。

rs =解决（smodel）;

绘制von误解压力和流离失所。指定变形比例为100，以更好地可视化变形。

图pdeplot3d（smodel，'colormapdata'，rs.vonmisesstress，......'形变'，rs.displacement，......'畸形级别'，100）查看（[116,25]）;

最大应力约为100MPa，其显着低于弹性极限。

热应力

确定温度分布并仅根据热膨胀计算应力和变形。该示例的这一部分忽略了压力。

首先，为稳态热分析创建热模型。

tmodel = createpde（'热的'那'稳定状态'）;

导入相同的几何形状并使用与结构分析相同的网格。

ImporteGeometry（TModel，'blade.stl'）;tmodel.mesh = msh;

假设叶片由镍基合金（NiMonic 90）制成，请指定导热率。

Kapp = 11.5;％为w / m / kThermalProperties（TModel，'导热系数'，Kapp）;

周围流体和刀片的面之间的对流传热定义了该问题的边界条件。对流系数更大，气体速度较高。而且，气体温度周围不同的面积不同。内部冷却空气的温度是 ${150.}^{\circ }\mathit{C}$，虽然压力和抽吸侧的温度是 ${1000}^{\circ }\mathit{C}$。

％室内冷却thermalBC（tModel的，'脸'，[15 12 14]，......'对流连接'，30，......'AmbientTemperature'，150）;％压力侧thermalBC（tModel的，'脸'，11，......'对流连接'，50，......'AmbientTemperature'，1000）;％吸入侧thermalBC（tModel的，'脸'10，......'对流连接'，40，......'AmbientTemperature'，1000）;％ 小费thermalBC（tModel的，'脸'，13，......'对流连接'20，......'AmbientTemperature'，1000）;％碱（暴露于热气体）thermalBC（tModel的，'脸'，1，......'对流连接'，40，......'AmbientTemperature'，800）;与热气体接触的％根thermalBC（tModel的，'脸'，[6 9 8 2 7]，......'对流连接'15，......'AmbientTemperature'，400）;

与其他金属接触的根部的面部的边界条件是热触点，可以用非常大的系数（周围）为对流而建模的热触点（周围） $1000\mathit{W.}/（{\mathit{m}}^2\mathit{K.}）$用于金属 - 金属接触）。

与金属接触的％根thermalBC（tModel的，'脸'[3 4 5]，......'对流连接'，1000，......'AmbientTemperature'，300）;

解决热模型。

RT =求解（TModel）;

绘制的温度分布。尖端与根系之间的温度来自周围的 ${820.}^{\circ }\mathit{C}$至 ${330.}^{\circ }\mathit{C}$。外部气体温度是 ${1000}^{\circ }\mathit{C}$。内部冷却是有效的：它显著降低了温度。

图pdeplot3d（tmodel，'colormapdata'，rt.temperature）视图（[130，-20]）;

现在，创建一个静态结构模型，以计算由于热膨胀引起的应力和变形。

tsmodel = createpde（'结构'那“静态固体”）;

导入相同的几何形状，并使用与结构分析的材料相同的网格和结构性。

ImporteMetry（TSModel，'blade.stl'）;tsmodel.mesh = msh;结构性的（Tsmodel，'年轻odsmodulus'e，......'Poissonsratio'，nu，......'CTE'，CTE）;

指定参考温度。

tsmodel.referenceTemperature = 300;％以摄氏度结构BodyLoad（TSModel，'温度'，rt）;

指定边界条件。

StructuralBC（TSModel，'脸'，3，'约束'那'固定的'）;

解决热应力问题。

RTS =解决（TSModel）;

绘制von误解压力和流离失所。指定变形比例为100，以更好地可视化变形。压力集中在约束的根部，因为它不能自由地膨胀，并且也在叶片和根部之间的连接处。

数字（'单位'那'标准化'那'offormosition'，[0 0 1 1]）;pdeplot3d（Tsmodel，'colormapdata'，rts.vonmisesstress，......'形变'，rts.displacement，......'畸形级别'，100）CAXIS（[0，200e6]）图（[116,25]）;

评估尖端的位移。在盖的设计中，该位移必须被考虑，以避免摩擦盖和刀片之间。

max（rts.displacement.magnonditude）

ans = 0.0015.

组合压力负荷和热应力

计算由热和压力效应的组合引起的应力和变形。

使用与热应力分析相同的型号。在刀片的压力和抽吸侧添加压力负荷。这种压力是由于叶片的这些侧面的高压气体。

结构婚姻（Tsmodel，'脸'，11，'压力'，p1）;％压力侧结构婚姻（Tsmodel，'脸'10，'压力'，p2）;％吸入侧

解决模型。

RC =解决（TSModel）;

绘制von误解压力和流离失所。指定变形比例为100，以更好地可视化变形。

数字（'单位'那'标准化'那'offormosition'，[0 0 1 1]）;pdeplot3d（Tsmodel，'colormapdata'，rc.vonmisesstress，......'形变'，rc.displacement，......'畸形级别'，100）CAXIS（[0，200e6]）图（[116,25]）;

评估最大应力和最大位移。位移与热应力分析几乎相同，而最大应力为854MPa，显着高。

max（rc.vonmisesstress）

ans = 9.8378e + 08

max（rc.displacement.magnonitude）

ans = 0.0015.