[发明专利]一种涡轮叶片振动疲劳模拟件及其设计方法

权利要求书

1.一种涡轮叶片振动疲劳模拟件，其特征在于，包括：

夹持段(1)，用于试验时固定在试验台上；

叶身段(2)，固定在所述夹持段(1)上且横截面形状具对称性，所述叶身段(2)的根部中的叶背根部(6)与前缘根部(7)的振动应力比与设计的涡轮叶片模型的振动模态分析的叶盆/背危险点振动应力比相等，所述叶身段(2)的长度L使得涡轮叶片振动疲劳模拟件的一阶弯曲固有频率与设计的涡轮叶片模型的一阶弯曲固有频率相同；

模拟叶根圆角(3)，设置在所述叶身段(2)根部与夹持段(1)的连接处，所述模拟叶根圆角(3)的半径R3与设计的涡轮叶片模型的叶根倒圆半径相同；

所述夹持段(1)为立方体形状，其尺寸可包容住叶身段(2)；

所述叶身段(2)的横截面轮廓包括：

叶背模拟圆弧段(23)，所述叶背模拟圆弧段(23)的半径R1等于设计的涡轮叶片模型的叶根截面中叶背模态振动应力最大处(4)的相切圆半径；

两个前缘模拟圆弧段(21)，凹面相对地对称分布在所述叶背模拟圆弧段(23)对称线左右两侧，且所述前缘模拟圆弧段(21)的半径R2等于设计的涡轮叶片模型的叶根截面中前缘模态振动应力最大处(5)的相切圆半径，两个前缘模拟圆弧段(21)的圆心距离为L1，两个前缘模拟圆弧段(21)的圆心与叶背模拟圆弧段(23)中点的连线中间设有夹角θ1，

倒圆段(24)，与所述叶背模拟圆弧段(23)的凹凸方向一致且圆心位于叶背模拟圆弧段(23)的对称线上；

相切直线(22)，相切地连接在两个前缘模拟圆弧段(21)和所述叶背模拟圆弧段(23)之间、两个前缘模拟圆弧段(21)和倒圆段(24)之间。

2.根据权利要求1所述的涡轮叶片振动疲劳模拟件，其特征在于，夹角θ1、圆心距离L1、倒圆段(24)的半径R4的大小通过迭代模态分析获得，直到叶背根部(6)与前缘根部(7)的振动应力比与设计的涡轮叶片模型的振动模态分析的叶盆/背危险点振动应力比相等。

3.根据权利要求1所述的涡轮叶片振动疲劳模拟件，其特征在于，所述叶身段(2)的长度L的大小通过迭代模态分析获得，直到涡轮叶片振动疲劳模拟件的一阶弯曲固有频率与设计的涡轮叶片模型的一阶弯曲固有频率相同。