專利名稱：一種復(fù)合材料螺旋槳葉葉根優(yōu)化設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種葉根優(yōu)化設(shè)計方法，具體涉及一種復(fù)合材料螺旋槳葉葉根優(yōu)化設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
復(fù)合材料螺旋槳作為一種新型的艦艇螺旋槳推進(jìn)器，具有輕質(zhì)、高效、低振動、低噪音、耐海水腐蝕和易維修等特點，今年來日益受到艦艇螺旋槳設(shè)計者的青睞。通常，復(fù)合材料螺旋槳包括復(fù)合材料槳葉和金屬槳轂兩部分，并由葉根將槳葉固定在槳轂上。槳葉所有的動載荷和靜載荷都通過葉根傳遞到槳轂上，因而葉根是槳葉受力狀態(tài)最復(fù)雜的部位，也是復(fù)合材料槳葉設(shè)計的難點，設(shè)計時應(yīng)保證在任何運(yùn)行條件下連接牢固，同時力求制造簡單、裝配方便。
目前，復(fù)合材料槳葉葉根采用的連接形式有法蘭翻邊螺栓連接、直柄抱瓦連接、倒錐式連接、耳插螺栓連接等，上述連接方式多用于復(fù)合材料機(jī)翼葉片、復(fù)合材料風(fēng)機(jī)葉片等狹長型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，對艦艇螺旋槳而言，尤其是低噪聲的七葉或九葉大側(cè)斜螺旋槳而言，相鄰槳葉間型面往往存在交疊現(xiàn)象，且槳轂直徑相對較小，采用傳統(tǒng)的葉根連接形式，槳葉和槳轂不能很好的滿足設(shè)計使用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決傳統(tǒng)設(shè)計方法設(shè)計的葉根連接形式，應(yīng)用在艦艇螺旋槳中時，相鄰槳葉間型面往往存在交疊現(xiàn)象，且槳轂直徑相對較小，導(dǎo)致槳葉和槳轂不能滿足使用要求的問題，進(jìn)而提出一種復(fù)合材料螺旋槳葉葉根優(yōu)化設(shè)計方法。本發(fā)明為解決上述問題采取的技術(shù)方案是本發(fā)明的具體步驟為步驟一、將槳轂的頂面直徑和底面直徑以m倍同時進(jìn)行增大；步驟二、將復(fù)合材料槳葉均勻排布于增大后的槳轂上，并使用三維實體構(gòu)型軟件繪制復(fù)合材料螺旋槳的幾何模型；步驟三、將復(fù)合材料螺旋槳的幾何模型導(dǎo)入計算流體力學(xué)分析軟件的前處理器GAMBIT,建立流體域，劃分流體網(wǎng)格，構(gòu)建水動力模型；步驟四、在已經(jīng)構(gòu)建的水動力計算模型基礎(chǔ)上，利用基于RANS方程的計算流體動力學(xué)方法計算復(fù)合材料螺旋槳的水動力性能，其中RANS方程為
權(quán)利要求
1. 一種復(fù)合材料螺旋槳葉葉根優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于所述一種復(fù)合材料螺旋槳葉葉根設(shè)計方法的具體步驟如下步驟一、將槳轂的頂面直徑和底面直徑以m倍同時進(jìn)行增大；步驟二、將復(fù)合材料槳葉均勻排布于增大后的槳轂上，并使用三維實體構(gòu)型軟件繪制復(fù)合材料螺旋槳的幾何模型；步驟三、將復(fù)合材料螺旋槳的幾何模型導(dǎo)入計算流體力學(xué)分析軟件的前處理器GAMBIT,建立流體域，劃分流體網(wǎng)格，構(gòu)建水動力模型；步驟四、在已經(jīng)構(gòu)建的水動力計算模型基礎(chǔ)上，利用基于RANS方程的計算流體動力學(xué)方法計算復(fù)合材料螺旋槳的水動力性能，其中RANS方程為
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種復(fù)合材料螺旋槳葉葉根優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于步驟一中的 m = I. 05，I. 1，I. 15，I. 2。
全文摘要
一種復(fù)合材料螺旋槳葉葉根優(yōu)化設(shè)計方法，它涉及一種葉根優(yōu)化設(shè)計方法，具體涉及一種復(fù)合材料螺旋槳葉葉根優(yōu)化設(shè)計方法。本發(fā)明為了解決傳統(tǒng)設(shè)計方法設(shè)計的葉根連接形式，應(yīng)用在艦艇螺旋槳中時，相鄰槳葉間型面往往存在交疊現(xiàn)象，且槳轂直徑相對較小，導(dǎo)致槳葉和槳轂不能滿足使用要求的問題。本發(fā)明通過三維實體構(gòu)型軟件繪制復(fù)合材料螺旋槳的幾何模型，利用RANS方程計算出復(fù)合材料螺旋槳的水動力性能，進(jìn)而構(gòu)建含楔形葉根的復(fù)合材料螺旋槳葉的幾何模型，通過有限元分析軟件計算出槳葉及葉根的應(yīng)力分布，最終完成葉根的優(yōu)化設(shè)計。本發(fā)明用于艦艇等運(yùn)輸工具。
文檔編號G06F17/50GK102930118SQ201210471900
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者赫曉東, 洪毅, 王榮國, 劉文博, 矯維成, 楊帆, 郝立峰, 徐忠海, 張鴻名 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)