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纤维增强复合材料船用螺旋桨叶片的优化设计方法
| 专利名称： | 纤维增强复合材料船用螺旋桨叶片的优化设计方法 |
| 摘要： | 纤维增强复合材料船用螺旋桨叶片的优化设计方法，它涉及一种螺旋桨叶片的优化设计方法。本发明的目的是为了解决纤维增强复合材料船用螺旋桨设计方法不完善的问题。本发明是在原有高速金属螺旋桨桨叶型值数据的基础上，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，桨叶结构由混杂纤维复合材料构成，表皮采用的是玻璃纤维增强复合材料，内部则是碳纤维和Kelvar纤维增强复合材料的混合，其具体的混合铺设方式及混合比例由纤维增强复合材料船用螺旋桨的水弹设计结果确定。本发明用于设计螺旋桨叶片。 |
| 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： | CN200910073260.0 |
| 公开号： | CN101706832A |
| 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： | 一种纤维增强复合材料船用螺旋桨叶片的优化设计方法，其特征在于所述优化设计方法由以下步骤实现的：步骤一：用单向碳纤维与环氧树脂复合，制作碳纤维复合材料标准试件，并完成试验测试，获取弹性常数及泊松比性能参数，其中：在X，Y，Z方向的弹性模量均大于8e9Pa，，泊松比大于0.2、剪切模量大于3e9Pa；步骤二：根据高速金属螺旋桨桨叶型值数据，使用三维实体构型软件UG构建纤维增强复合材料船用螺旋桨的几何模型；步骤三：将纤维增强复合材料船用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弹性常数及泊松比性能参数及初步设计选定的铺层方式()，构建纤维增强复合材料船用螺旋桨叶片的有·限元模型；步骤四：将纤维增强复合材料船用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：结合纤维增强复合材料船用螺旋桨的运行工况，即进速比J＝Va/nD，转速n及水动力性能即推力系数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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