[发明专利]一种涡轮盘结构设计分析一体化方法

摘要

一种涡轮盘结构设计分析一体化方法，在设计建模阶段以固有属性的方式为模型拓扑结构建立分析特征，基于此设计人员可根据结构的实际功用对相应的拓扑结构进行约束或加载，在设计阶段形成有限元分析加载文件；将带有分析特征的实体模型按边界表示法(B‑Rep)进行解析，将属性信息和几何数据进行关联输出为分网软件可识别的几何文件，利用属性信息定义自适应分网策略，生成网格模型；加载文件和网格模型驱动有限元分析，若不满足设计需求则进行设计修改，设计修改后引起几何数据改变，加载文件通过与拓扑结构的属性关联而不受几何数据改变的影响，网格模型则通过自适应分网策略实现网格自动重构，设计修改后可快速进行重评估，实现设计分析一体化。

主权项

1.一种涡轮盘结构设计分析一体化方法，其特征在于：包括建立带分析特征的涡轮盘模型、形成加载文件、涡轮盘模型转换及网格模型生成、结构强度/寿命分析、修改设计重新评估，具体实现步骤如下：(1)根据涡轮盘结构的几何特征和分析特征，采用建模软件Unigraphics NX建立涡轮盘结构的实体模型，对建立的涡轮盘实体模型，利用UG Open API提供的UF_ATTR_assign函数为涡轮盘实体模型的各个拓扑结构的点、线、面，建立ICCFD_FAMILY属性，建模完成后得到的涡轮盘模型具有ICCFD_FAMILY属性；所述几何特征是指涡轮盘实体模型的几何形状，所述分析特征是指涡轮盘实体模型各个部分在实际工作中承受的载荷约束分析特征数据；(2)利用UG Open API提供的ufsta入口函数，在建模软件Unigraphics NX中基于MFC开发分析信息输入界面，设计人员根据涡轮盘各个拓扑结构在实际工作中的功用，为各个拓扑结构的ICCFD_FAMILY属性赋予实际工作的分析信息，包括载荷、约束，所有与ICCFD_FAMILY属性关联的分析信息输出一份加载文件；(3)利用B‑Rep边界表示法将步骤(1)建立的带ICCFD_FAMILY属性的涡轮盘实体模型，按照分网软件ICEMCFD中几何模型输入文件Tertin的数据格式进行模型转换，生成一份涡轮盘模型的分网输入文件，在分网软件ICEMCFD中利用ICCFD_FAMILY属性不变性原则，对涡轮盘模型的分网输入文件制定网格划分策略进行网格划分，得到网格模型；(4)利用UG Open API提供的ufsta入口函数，在建模软件Unigraphics NX中基于MFC将涡轮盘结构强度寿命分析最常用的有限元求解软件ANSYS集成至建模软件形成有限元求解模块，通过利用步骤(2)得到的加载文件和步骤(3)得到的网格模型进行结构强度/疲劳寿命有限元分析，得到涡轮盘结构的有限元分析结果；(5)根据步骤(4)得到的涡轮盘结构有限元分析结 果数据，对涡轮盘结构的设计质量进行评估，如果分析满足设计要求则完成设计，否则根据反馈数据修改设计，涡轮盘模型几何尺寸数据被修改后，进入步骤(3)进行模型转换，接着进入步骤(4)进行有限元分析，根据分析结果在步骤(5)中重新判断，通过迭代的方式得到满足设计要求的涡轮盘模型。