转子设计功能 – AxSTREAM

任何涡轮都必须具备满足空气动力学效率和结构合理的叶片。 然而,一旦确定了叶片的几何形状和附件(叶根、叶盘、机轮等),设计工作并没有完成,因为还必须注意转子本身的设计。 转子设计迭代过程需要同时进行全面的结构检查(例如离心力和热应力、重力下陷、爆破计算等)和转子动力学分析。 每个连接的转子部件(叶片、叶盘、级间和端部填料密封、径向和止推轴承等)都必须进行分析、合理设计,最后组装在轴上适当的位置。 AxSTREAM® RotorDesign软件是一个所有设计工具和计算模块之间的集成平台。 按照AxSTREAM ® RotorDesign的设计和分析步骤,可以设计完整且高度可靠的转子及所有连接设备,并将其导出到AxSTREAM ® RotorDynamics软件中进行转子动力学分析,最终可以导出到CAD软件中,以便进一步创建最终的产品。

设计过

AxSTREAM®  RotorDesign工具能够让用户导入新的、现有的、优化的流道设计,从而当它用作独立软件时,可以基于AxSTREAM® 2D流道设计或通过手动输入叶片轴向和径向位置来设计转子。

相应的AxSTREAM®项目包含有关叶片几何形状、材料、位置、直径、数量等的信息。基于这些信息,AxSTREAM® RotorDesign计算并为AxSTREAM® RotorDynamics和结构检查过程中涉及的其它模块提供需要的所有信息,如质量和惯性特征、载荷和边界条件。

Flow Path Imported from AxSTREAM

1 AxSTREAM®导入的流

叶片(带有叶根和叶壳附件)和叶盘几何结构可以从AxSTRESS – AxSTREAM®的三维 FEA(有限元分析)工具中导入 ,可以在AxSTRESS中设计它们。 第二种选择是在AxSTREAM® RotorDesign模块内以简化的方式对它们进行建模,从而创建关于载荷、等效质量惯性和刚度特性的正确转子模型,并通过转子尺寸设计提供额外的约束。

Roots and Disks Geometry Import from AxSTRESS
                       图2 从AxSTRESS中导入叶根和叶盘几何

 

其他组件设计,如级间和端部填料密封区域、联轴器、径向和推力轴承位置、以及带有倒角和圆角的适当轴部分(圆柱形和圆锥形都包括)也可以使用AxSTREAM® RotorDesign标准组件库添加到转子装备中或手动进行创建。

转子的每个元件可以设定为嵌入式库中的材料或或者用户创建的材料。

初始转子设计准备就绪后,整个转子模型可导出到AxSTREAM® RotorDynamics模块,在考虑AxSTREAM® RotorDesign模型中定义的各个部分温度的同时,执行转子动力学分析,。如果满足转子动力学和结构标准,则可以将转子几何形状导出到CAD软件中以进行进一步的设计步骤。 在其他情况下,集成的RotorDesign系统能够帮助用户快速重新设计转子组件并重新计算所有步骤以满足要求。