等幾何分析是一種致力于將CAD和CAE納入統(tǒng)一數(shù)學(xué)表達(dá)框架的新型數(shù)值方法,相比于傳統(tǒng)的有限元分析方法,等幾何分析在一定程度上可以提高結(jié)構(gòu)分析的精度和效率。渦輪葉片結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu),存在很多不規(guī)則的曲線曲面,沿高度方向具有彎扭特性,因此,考慮這些幾何特點(diǎn)來(lái)構(gòu)建渦輪葉片幾何模型是對(duì)葉片進(jìn)行強(qiáng)度分析的前提和關(guān)鍵。而且,渦輪葉片工作環(huán)境相當(dāng)惡劣,承受很大的熱負(fù)載、氣動(dòng)荷載、振動(dòng)荷載和離心荷載等,研究渦輪葉片在各類荷載下的力學(xué)性能勢(shì)在必行。充分利用等幾何分析中NURBS既是幾何建模的樣條函數(shù)又是分析模型基函數(shù)的優(yōu)勢(shì),對(duì)渦輪葉片結(jié)構(gòu)力學(xué)行為進(jìn)行等幾何分析不僅有利于高精度高效率的數(shù)值仿真,還是一體化優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),具有重要的學(xué)術(shù)意義與應(yīng)用價(jià)值。基于NURBS單元,針對(duì)三維渦輪葉片結(jié)構(gòu),本文開(kāi)展了三維渦輪葉片葉身幾何建模的研究,并利用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)葉片結(jié)構(gòu)力學(xué)性能等幾何分析。主要內(nèi)容如下:首先,基于三維建模軟件,結(jié)合內(nèi)冷渦輪葉片結(jié)構(gòu)的幾何特點(diǎn),闡述了彎扭渦輪葉片葉身結(jié)構(gòu)的建模流程和方法,然后詳細(xì)介紹其尾縫結(jié)構(gòu)的模型特點(diǎn)與構(gòu)造方法。為了使后續(xù)渦輪葉片結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)更加方便,摒棄之前使用數(shù)據(jù)... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 渦輪葉片幾何建模與等幾何分析研究現(xiàn)狀
        1.2.1 渦輪葉片幾何建模與分析的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 三維結(jié)構(gòu)力學(xué)性能等幾何分析研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要工作
2 等幾何分析基礎(chǔ)理論
    2.1 B樣條
        2.1.1 節(jié)點(diǎn)矢量與B樣條基函數(shù)
        2.1.2 B樣條基函數(shù)的導(dǎo)數(shù)及B樣條曲線曲面
    2.2 非均勻有理B樣條
    2.3 基于NURBS的等幾何分析
        2.3.1 等參概念與網(wǎng)格細(xì)分
        2.3.2 等幾何分析流程
        2.3.3 等幾何分析與傳統(tǒng)有限元的比較
    2.4 本章小結(jié)
3 渦輪葉片葉身幾何建模
    3.1 引言
    3.2 基于三維建模軟件的渦輪葉片葉身幾何建模
        3.2.1 渦輪葉片幾何模型概述
        3.2.2 建模方法與流程
        3.2.3 渦輪葉片模型
    3.3 尾縫特征結(jié)構(gòu)建模與分析
        3.3.1 尾縫特征結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介
        3.3.2 尾縫建模難點(diǎn)與流程
    3.4 渦輪葉片參數(shù)化模型
        3.4.1 葉片設(shè)計(jì)參數(shù)
        3.4.2 參數(shù)化模型
    3.5 本章小結(jié)
4 三維渦輪葉片結(jié)構(gòu)應(yīng)力位移響應(yīng)的等幾何分析
    4.1 引言
    4.2 基于NURBS的渦輪葉片三維實(shí)體結(jié)構(gòu)
        4.2.1 構(gòu)建分析模型
    4.3 基于NURBS的三維實(shí)體結(jié)構(gòu)等幾何分析列式
        4.3.1 等幾何方法
        4.3.2 NURBS實(shí)體等幾何分析算例
    4.4 數(shù)值算例
        4.4.1 渦輪葉片分析模型
        4.4.2 渦輪葉片受集中載荷下的應(yīng)力與變形
        4.4.3 渦輪葉片受自重載荷和離心載荷
        4.4.4 渦輪葉片受氣動(dòng)載荷
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]基于靈敏度分析的三維結(jié)構(gòu)等幾何形狀優(yōu)化方法[J]. 陳龍,張高朋.  中國(guó)機(jī)械工程. 2017(14)
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碩士論文
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本文編號(hào)：3249202