阅读说明：本技术 基于ug的静子叶片设计方法、静子叶片及其静子机匣结构 (Stator blade design method based on UG, stator blade and stator casing structure thereof ) 是由 王小颖 朱宇 韩乐男 于 2020-05-22 设计创作，主要内容包括：本申具体涉及一种基于UG的静子叶片设计方法,包括：通过曲线组得到静子叶片的曲面叶身；通过设计特征回转处理曲面叶身上端边界曲线,得到上缘板外环；将曲面叶身与上缘板外环求和,进行面导圆处理,得到上缘板面导圆；上缘板面导圆与上缘板外环的切线为上缘板切线；通过拉伸、偏置处理上缘板切线,得到上缘板修剪用片体；通过修改体特征,用上缘板修剪用片体对上缘板外环进行修剪,得到静子叶片的上缘板。此外,本申还涉及一种静子叶片,该静子叶片的构型符合上述的基于UG的静子叶片设计方法设计得到的静子叶片的构型,以及涉及一种具有多个上述静子叶片的静子机匣结构。(The present application specifically relates to a stator blade design method based on UG, which includes: obtaining a curved blade body of the stator blade through the curve group; processing the boundary curve at the upper end of the curved blade body by designing characteristic rotation to obtain an upper edge plate outer ring; summing the curved blade body and the outer ring of the upper edge plate, and performing surface rounding treatment to obtain the surface rounding of the upper edge plate; the tangent of the upper edge plate surface rounding and the outer ring of the upper edge plate is the tangent of the upper edge plate; stretching and offsetting the tangent line of the upper edge plate to obtain a sheet body for trimming the upper edge plate; and trimming the outer ring of the upper edge plate by using the upper edge plate trimming sheet body by modifying the characteristics of the upper edge plate to obtain the upper edge plate of the stator blade. The present application also relates to a stator vane having a configuration corresponding to that of a stator vane designed by the UG-based stator vane design method, and a stator case structure having a plurality of the stator vanes.)

基于UG的静子叶片设计方法、静子叶片及其静子机匣结构

技术领域

本申请属于发动机静子机匣结构设计技术领域，具体涉及一种基于UG的静子叶片设计方法、静子叶片及其静子机匣结构。

背景技术

现有静子机匣结构包括：静子机匣，具有多个沿周向分布的限位孔；在静子机匣内设置的内环；多个在静子机匣、内环之间沿周向分布的静子叶片；每个静子叶片上端具有上缘板、下端具有下缘板；每个静子叶片的下缘板与内环焊接连接，上缘板对应插入一个限位孔中，与静子机匣焊接连接。

当前，静子机匣结构中，各个静子叶片的上缘板具有相对较大的截面积，静子机匣上的各个限位孔的面积相应较大，对静子机匣的刚度造成严重损坏，在发动机工作过程中，容易发生变形，严重影响发动机的正常工作；此外，为了对静子机匣内进行检测，多在静子机匣上焊接有孔探仪孔座，孔探仪孔座位于相邻两个静子叶片的上缘板之间，在该两个静子叶片的上缘板截面积较大的情况下，孔探仪孔座与该两个静子叶片的上缘板在静子机匣上的热影响区可能相交，致使存在较高的残余应力，在发动机工作过程中，相应的焊接部位容易萌生裂纹，甚至于断裂，导致灾难性事故。

鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。

需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本申请的目的是提供一种基于UG的静子叶片设计方法、静子叶片及其静子机匣结构，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。

本申请的技术方案是：

一方面提供一种基于UG的静子叶片设计方法，包括：

通过曲线组得到静子叶片的曲面叶身；

通过设计特征回转处理曲面叶身上端边界曲线，得到上缘板外环；

将曲面叶身与上缘板外环求和，进行面导圆处理，得到上缘板面导圆；上缘板面导圆与上缘板外环的切线为上缘板切线；

通过拉伸、偏置处理上缘板切线，得到上缘板修剪用片体；

通过修改体特征，用上缘板修剪用片体对上缘板外环进行修剪，得到静子叶片的上缘板。

根据本申请的至少一个实施例，上述基于UG的静子叶片设计方法中，还包括：

通过设计特征回转处理曲面叶身下端边界曲线，得到下缘板外环；

将曲面叶身与下缘板外环求和，进行面导圆处理，得到下缘板面导圆；下缘板面导圆与下缘板外环的切线为下缘板切线；

通过拉伸、偏置处理下缘板切线，得到下缘板修剪用片体；

通过修改体特征，用下缘板修剪用片体对下缘板外环进行修剪，得到静子叶片的下缘板。

另一发面提供一种静子叶片，该静子叶片的构型符合任一上述的基于UG的静子叶片设计方法设计得到的静子叶片的构型。

再一方面提供一种静子机匣结构，包括：

静子机匣，具有多个沿周向分布的限位孔；

内环，在静子机匣内设置；

多个上述的静子叶片，在静子机匣、内环之间设置；每个静子叶片的下缘板与内环连接，上缘板对应插入一个限位孔中。

根据本申请的至少一个实施例，上述静子机匣结构中，每个静子叶片的下缘板与内环通过电子束焊焊接。

根据本申请的至少一个实施例，上述静子机匣结构中，上缘板与静子机匣通过电子束焊焊接。

根据本申请的至少一个实施例，上述静子机匣结构中，还包括：

孔探仪孔座，通过电子束焊接在静子机匣上，位于两个相邻静子叶片的上缘板之间。

附图说明

图1是本申请实施例提供的基于UG的静子叶片设计方法设计得到的静子叶片的构型示意图；

其中：

1-曲面叶身；2-上缘板切线；3-上缘板；4-下缘板。

具体实施方式

为使本申请的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本申请的部分实施例，其仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。

此外，除非另有定义，本申请描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本申请描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本申请描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本申请描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。

下面结合附图1对本申请做进一步详细说明。

一方面提供一种基于UG的静子叶片设计方法，包括：

通过曲线组得到静子叶片的曲面叶身1；

通过设计特征回转处理曲面叶身1上端边界曲线，得到上缘板外环；

将曲面叶身1与上缘板外环求和，进行面导圆处理，得到上缘板面导圆；上缘板面导圆与上缘板外环的切线为上缘板切线2；

通过拉伸、偏置处理上缘板切线2，其偏置量可根据静子叶片上缘板与机匣/内环的焊接影响区确定，得到上缘板修剪用片体；

通过修改体特征，用上缘板修剪用片体对上缘板外环进行修剪，得到静子叶片的上缘板3。

对于上述实施例公开的基于UG的静子叶片设计方法，领域内技术人员可以理解的是，基于其设计得到的静子叶片的构型中上缘板在满足要求的情况下具有相对较小的截面积，基于此设计得到的静子叶片应用于静子机匣结构中，静子机匣上各个限位孔所需的面积相应较小，以此能够有效保证静子机匣的刚度，避免在发动机工作过程中发生严重变形，影响发动机正常工作。

在一些可选的实施例中，上述基于UG的静子叶片设计方法中，还包括：

通过设计特征回转处理曲面叶身1下端边界曲线，得到下缘板外环；

将曲面叶身1与下缘板外环求和，进行面导圆处理，得到下缘板面导圆；下缘板面导圆与下缘板外环的切线为下缘板切线；

通过拉伸、偏置处理下缘板切线，其偏置量可根据静子叶片下缘板与机匣/内环的焊接影响区确定，得到下缘板修剪用片体；

通过修改体特征，用下缘板修剪用片体对下缘板外环进行修剪，得到静子叶片的下缘板4。

另一发面提供一种静子叶片，该静子叶片的构型符合任一上述的基于UG的静子叶片设计方法设计得到的静子叶片的构型。

对于上述实施例公开的静子叶片，领域内技术人员可以理解的是，其可基于任一上述的基于UG的静子叶片设计方法设计得到，其上缘板在满足要求的情况下具有相对较小的截面积，应用于静子机匣结构中，静子机匣上各个限位孔所需的面积相应较小，以此能够有效保证静子机匣的刚度，避免在发动机工作过程中发生严重变形，影响发动机正常工作。

再一方面提供一种静子机匣结构，包括：

静子机匣，具有多个沿周向分布的限位孔；

内环，在静子机匣内设置；

多个上述的静子叶片，在静子机匣、内环之间设置；每个静子叶片的下缘板与内环连接，上缘板对应插入一个限位孔中。

对于上述实施例公开的静子机匣结构，领域内技术人员可以理解的是，其静子叶片的上缘板具有相对较小的截面积，静子机匣上各个限位孔所需的面积相也应较小，以此能够有效保证静子机匣的刚度，避免在发动机工作过程中发生严重变形，影响发动机正常工作。

在一些可选的实施例中，上述静子机匣结构中，每个静子叶片的下缘板与内环通过电子束焊焊接。

在一些可选的实施例中，上述静子机匣结构中，上缘板与静子机匣通过电子束焊焊接。

在一些可选的实施例中，上述静子机匣结构中，还包括：

孔探仪孔座，通过电子束焊接在静子机匣上，位于两个相邻静子叶片的上缘板之间，由于静子叶片上缘板的截面积相对较小，降低了与孔探仪孔座在静子机匣上焊接热影响区相交的可能，从而避免较高残余应力的存在，避免发动机工作过程中，相应的焊接部位容易萌生裂纹。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。