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碳纤维复合材料船用螺旋桨的设计方法
| 专利名称： | 碳纤维复合材料船用螺旋桨的设计方法 |
| 摘要： | 碳纤维复合材料船用螺旋桨的设计方法，它涉及一种螺旋桨的设计方法。本发明解决了目前碳纤维复合材料螺旋桨的设计方法不完善的问题。本发明的碳纤维复合材料船用螺旋桨的设计方法的叶片的几何外形是在原有MAU型金属螺旋桨叶片型值数据的基础上，充分利用复合材料的柔性及可设计性能，通过使用流-固耦合的方法，结合预变形策略的实施计算出来的；桨毂的外部用碳纤维复合材料包裹。本发明设计的碳纤维复合材料船用螺旋桨具有更适合碳纤维复合材料螺旋桨的几何外形及内部结构，能够有效改善螺旋桨的流弹性，提高推进效率。 |
| 专利类型： | 发明专利 |
| 申请人： | 哈尔滨工业大学 |
| 发明人： | 赫晓东;洪毅;王荣国 |
| 专利状态： | 有效 |
| 申请日期： | 2009-11-25T00:00:00+0800 |
| 发布日期： | 2019-01-01T00:00:00+0800 |
| 申请号： | CN200910073261.5 |
| 公开号： | CN101706833A |
| 分类号： | G06F17/50(2006.01)I |
| 申请人地址： | 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号 |
| 主权项： | 一种碳纤维复合材料船用螺旋桨的设计方法，其特征在于所述设计方法由以下步骤实现的：步骤一：用单向碳纤维或斜纹碳纤维布与环氧树脂复合，制作碳纤维复合材料标准试件，并完成试验测试，获取弹性常数，泊松比性能参数，其中弹性常数为EX＝1.1e11Pa，EY＝EZ＝8.97e9Pa，泊松比0.34、剪切模量3.9e9Pa；步骤二：根据MAU型金属螺旋桨的几何型值，使用三维实体构型软件UG构建碳纤维复合材料螺旋桨的几何模型；步骤三：将碳纤维复合材料螺旋桨的几何模型导入有限元软件ANSYS中，选取单元类型SOLID46对其进行网格划分，并结合步骤一中实验获取的材料性能参数及初步设计选定的铺层方式构建碳纤维复合材料螺旋桨叶的有限元模型；步骤四：将碳纤维复合材料螺旋桨的几何模型导入计算流体力学分析软件的前处理器GAMBIT，建立流体域，完成流体网格的划分；步骤五：结合碳纤维复合材料螺旋桨的运行工况(进速比J＝Va/nD，转速n，)及水动力性能(推力系数KT＝T/ρn2D4，扭矩系数KQ＝Q/ρn2D5，效率η＝JKT/2πKQ)的设计要求，建立基于RANS方程的流体动力学计算分析模型，如公式(1) |
| 所属类别： | 发明专利 |
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