[发明专利]一种燃气涡轮发动机轮盘类结构重量估算方法

权利要求书

1.一种燃气涡轮发动机轮盘类结构重量估算方法，包括：

将轮盘类结构分解为轮缘上端、轮缘、轮缘过渡段、腹板、盘心过渡段、盘心六个部分，并根据对每个部分结合结构几何尺寸关系与应力载荷限制，对每个部分重量分别进行估算后累加，其中，每个部分的径向尺寸从两端向中间推导，轮盘外径受到流道和叶片的约束，轮盘内径受高低压轴约束。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轮缘上端的重量M_{Disk lug}基于以下公式进行估计：M_Disklug＝ρ·π·(D_r-2·h_att)·Area_{Disk lug}

其中，ρ为材料密度，D_r为转子叶根直径，h_att为轮缘上端径向高度，Area_Disklug为轮缘上端的截面面积。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述轮缘上端径向高度h_att基于以下公式进行估计：

其中PullAF为叶身向心拉力，PullPF为缘板向心拉力，Thk_Rim/att为所述轮缘上端与叶片榫头的合并结构的轴向长度，ω为转速，Shear_stress_allow为材料允许应力。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述缘上端的截面面积Area_Disklug基于以下公式进行估计：

Area_{Disk lug}＝K·h_att·Thk_Rim/att

其中，K为所述轮缘上端在所述合并结构中所占的空间比例，参考机型数据库中相关参数而获得，Thk_Rim/att为所述轮缘上端与叶片榫头的合并结构的轴向长度。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轮缘的重量M_Rim基于以下公式进行估计：

其中，ρ为材料密度，为所述轮缘的上缘半径，为所述轮缘的下缘半径，Thk_Rim/att为所述轮缘上端与叶片榫头的合并结构的轴向长度。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述轮缘的上缘半径基于以下公式进行估计：

其中D_r为转子叶根直径，h_att为轮缘上端径向高度。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述轮缘下缘半径基于以下公式进行估计：

R_IDRim＝R_ODRim-h_Rim，

所述h_Rim为所述轮缘的径向高度，所述h_Rim通过对相似参考机型的相关参数进行等比例放缩获得。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述盘心过渡段的重量M_{Bore taper}基于以下公式进行估计：

所述腹板的重量M_Web基于以下公式进行估计：

所述轮缘过渡段的重量M_{Rim taper}基于以下公式进行估计：

其中，ρ为材料密度，R_ODBore为盘心外径即盘心过渡段下缘半径，R_IDWeb为腹板下缘半径即盘心过渡段上缘半径，为腹板上缘半径即轮缘过渡段下缘半径，等于轮缘过渡段上缘半径，为腹板下缘轴向长度，Thk_Bore为盘心轴向长度，为腹板上缘轴向长度，Thk_Rim为轮缘轴向长度，所述所述Thk_Bore通过对相似参考机型的相关参数进行等比例放缩获得。