[发明专利]一种机匣安装边泄露量计算方法、系统及存储介质

说明书

本发明提供了一种机匣安装边泄露量计算方法，包括如下步骤：基于航空发动机机匣安装边的结构参数建立安装边三维几何模型；对安装边三维几何模型进行网格划分确定网格化的安装边模型；获取安装边模型的约束边界条件和载荷边界条件并确定安装边接触面上的压力分布和间隙分布；基于压力分布和间隙分布确定安装边泄露通道高度分布数值；基于安装边泄露通道高度分布数值建立安装边泄露通道几何模型；对安装边泄露通道几何模型进行网格划分确定网格化的安装边泄露通道模型；获取安装边泄露通道模型的边界条件并确定安装边的泄漏量。该方法能够考虑安装边接触面粗糙度的影响，能够定量计算出安装边的泄漏量，计算结果准确可靠。

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，更具体地涉及一种机匣安装边泄露量计算方法、系统及存储介质。

背景技术

机匣是航空发动机的重要零件之一，是发动机上的主要承力部件。为了方便安装和维修，航空发动机机匣一般采用的是分段式的，段与段之间使用安装边进行连接。同时，发动机内部的气体也会从机匣安装边泄露，造成发动机性能的损失。机匣安装边的间隙极小，只有几十微米，间隙的流动受到安装边粗糙度的影响极大。粗糙度造成的微观接触间隙高度相对于总体结构的尺寸差异悬殊，这给航空发动机机匣安装边的泄漏量计算造成了极大困难。因此，有必要提供一种机匣安装边泄露量计算方法、系统及存储介质。

发明内容

本说明书实施例的第一方面公开了一种机匣安装边泄露量计算方法，包括如下步骤：

步骤S1.基于航空发动机机匣安装边的结构参数，使用三维建模软件建立安装边三维几何模型；

步骤S2.对所述安装边三维几何模型进行网格划分，确定网格化的安装边模型；

步骤S3.获取所述安装边模型的约束边界条件和载荷边界条件，并进行求解计算，确定安装边接触面上的压力分布和间隙分布；

步骤S4.基于所述压力分布和所述间隙分布，采用等效替代的方法，确定安装边泄露通道高度分布数值；

步骤S5.基于所述安装边泄露通道高度分布数值，使用三维建模软件建立安装边泄露通道几何模型；

步骤S6.对所述安装边泄露通道几何模型进行网格划分，确定网格化的安装边泄露通道模型；

步骤S7.获取所述安装边泄露通道模型的边界条件，并进行求解计算，确定安装边的泄漏量。

在一些实施例中，步骤S2中，使用结构六面体网格的有限元法对机匣和安装边进行网格划分，使用非结构四面体网格和结构六面体网格共同存在的有限元法对螺栓进行网格划分。

在一些实施例中，步骤S3中，所述安装边模型的约束边界条件为机匣一端固定约束，所述安装边模型的载荷边界条件为机匣内壁施加内部气体压力。

在一些实施例中，步骤S4包括：

步骤S41.基于所述压力分布，将安装边接触面上各网格节点的接触压力转换为对应的接触间隙高度，转换公式如下所示：

其中，h_s为接触间隙高度，h₀为初始间隙高度，p为接触压力，R_C为材料的密封性能参数；

步骤S42.在相同网格节点上，将步骤S41确定的接触间隙高度与所述间隙分布比较，保留两者之间的最大值作为考虑粗糙度的接触间隙高度h_s；

步骤S43.基于所述考虑粗糙度的接触间隙高度h_s，进行等效替代，确定不考虑粗糙度的接触间隙高度h_d，等效替代公式如下所示：

其中，φ为流量因子；