(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111616534.3 (22)申请日 2021.12.27 (71)申请人 天津北方天力增压技 术有限公司 地址 300405 天津市北辰区永丰道12号 (72)发明人 陈钢　闫健菲　冀翼　石海涛　 王辉　王委　 (74)专利代理 机构 天津市三利专利商标代理有 限公司 12107 代理人 徐金生 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种增压器涡轮叶片厚度分布的优化控制 方法 (57)摘要 本发明公开了一种增压器涡轮叶片厚度分 布的优化控制方法， 包括步骤:第一步， 构建涡 轮 叶片的轮罩侧厚度分布曲线F(shroud)和涡 轮叶 片的轮毂侧 厚度分布曲线F(hub)； 第二步， 构建 系数A的控制分布曲线F(A)和系数N的控制分布 曲线F(N)； 第三步， 结合预设的涡轮 叶片的每个 叶中相对位置截面厚度分布形状规律公式， 确定 每个涡轮叶片的每个叶中相对位置截面的厚度 分布形状； 第四步， 根据每个涡轮叶片的每个叶 中相对位置截面的厚度分布形状， 对传统涡轮叶 轮的三维模型中的涡轮叶片进行厚度分布形状 修正， 最终获得完成修正的涡轮叶轮的三维模 型。 本发明能够形成非线性可控的叶片厚度分布 的结构特征， 使得涡轮叶片的厚度分布可控， 且 叶片强度满足涡轮高速 旋转的强度需求。 权利要求书2页 说明书9页 附图7页 CN 114417525 A 2022.04.29 CN 114417525 A 1.一种增压器涡轮叶片厚度分布的优化控制方法， 其特 征在于， 包括以下步骤: 第一步， 以S/Smax为横坐标， 以叶片厚度值为纵坐标， 构建涡轮叶片(100)的轮罩侧厚 度分布曲线F(shroud)和涡轮叶片(10 0)的轮毂侧厚度分布曲线F(hub)； 在第一步中的叶片厚度值， 具体为涡轮叶片(100)的轮罩侧的厚度值或涡轮叶片(100) 的轮罩侧厚度值； 第二步， 以S/Smax为横坐标， 以叶片厚度控制系数的系数值为纵坐标， 构建系数A的控 制分布曲线F(A)和系数N的控制分布曲线F(N)； 叶片厚度控制系数的系数值， 包括预设的系数A的系数值或预设的系数N的系数值； 系数A和系数N， 分别为控制分布曲线F(A)的控制系数和控制分布曲线F(N)的控制系 数， 是用于控制叶片截面形状的参数； 第三步， 根据第一步构建的涡轮叶片(100)的轮罩侧厚度分布曲线F(shroud)和涡轮叶 片(100)的轮罩侧厚度分布曲线F(hub)， 以及第二步构建的系数A的控制分布曲线F(A)和系 数N的控制分布曲线F(N)， 结合预设的涡轮叶片(100)的每个叶中相对位置截面厚度分布形 状规律公式， 确定每 个涡轮叶片(10 0)的每个叶中相对位置截面的厚度分布形状； 第四步， 根据第三步获得的每个涡轮叶片(100)的每个叶中相对位置截面的厚度分布 形状， 对预先设计的传统涡轮叶轮的三维模型中的涡轮叶片进行厚度分布形状修正， 最终 获得涡轮叶片完成厚度分布形状修 正的涡轮叶轮的三维模型。 2.如权利要求1所述的增压器涡轮叶片厚度分布的优化控制方法， 其特征在于， 在第 一 步中， Smax为叶片 延气流方向的子 午通道弧线 整体积分长度； 对于子午通道弧线整体积分长度， 积分起点为叶片进气边LE， 积分终点为叶片出气边 TE， Smax的求 解公式见以下公式(2)； 其中： Z定义 为叶轮轴线方向； R定义为叶片径向方向； z定义为叶片轴向Z坐标距离； r定义为叶片径向R坐标距离； s定义为子午平面(Z， R)子 午流线弧长； 对应子午流线弧长方向上， 每一位置点都有相对应的S值， 表明此位置点从进气边LE处 到该位置点的弧长， S值的求 解公式如下面的公式(3): 3.如权利要求1所述的增压器涡轮叶片厚度分布的优化控制方法， 其特征在于， 在第 一 步中， 在涡轮叶片的轮毂侧厚度分布曲线和轮罩侧厚度分布曲线中， 当S/Smax＝0.4～0.6 时， 分别具有最大的涡轮叶片轮毂侧厚度以及最大的涡轮叶片轮罩侧厚度。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114417525 A 24.如权利要求1所述的增压器涡轮叶片厚度分布的优化控制方法， 其特征在于， 系数A 和系数N以及S/Smax， 按照下表1所示， 构建系数A的控制分布曲线F(A)和系数N的控制分布 曲线F(N)； 表1： S/Smax位置 A系数 N系数 0％ 0.40 1.35 25％ 0.80 1.30 50％ 0.90 0.94 75％ 0.95 0.79 100％ 0.81 1.25 即通过表1记载的预设的数据点， 完成曲线函数的定义。 5.如权利要求1所述的增压器涡轮叶片厚度分布的优化控制方法， 其特征在于， 在第 三 步中， 预设的涡轮叶片(100)的每个叶中相 对位置截面厚度分布形状规律公式， 即是厚度e 指数可控曲线分布规 律公式， 具体如下： 其中： Span： 涡轮叶片(100)的中间截面相对位置； 其中， Span等于0， 为轮毂的相对位 置； Span等于1， 为轮罩的相对位置； TH_s： 为涡轮叶片(10 0)的轮罩侧厚度； TH_h： 为涡轮叶片(10 0)的轮毂侧厚度； TH_span： 为叶中相对位置截面的厚度； e： 为数学常数； A和N， 分别为曲线的控制系数。 6.如权利要求5所述的增压器涡轮叶片厚度分布的优化控制方法， 其特征在于， 系数A ＝0.4～1.0； 系数N ＝0.8～1.4。 7.如权利要求1至6 中任一项所述的增压器涡轮叶片厚度分布的优化控制方法， 其特征 在于， 在第四步中， 预先设计的传统涡轮叶轮的三维模型， 包括涡轮轮毂(200)； 涡轮轮毂 (100)的上表面四周分布有 多个涡轮叶片(10 0)。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114417525 A 3