一种涡轮增压器涡轮包容性试验方法与流程

本发明涉及涡轮增压器，尤其涉及一种涡轮增压器涡轮包容性试验方法。

背景技术：

1、涡轮增压器作为船用柴油机的核心组成部件，其可靠性在很大程度上影响着柴油机的可靠性，同时，由于涡轮增压器常在高速、高温、工况多变的苛刻条件下工作，受力较为复杂，其可靠性受到严重的挑战，由于涡轮增压器涡轮转速非常高，涡轮爆裂尤其是产生非包容性碎片时会对内燃机运行造成严重的危害，甚至造成人员伤亡，基于此开展涡轮增压器涡轮在预定转速下的包容性试验尤为重要。

2、传统试验时，采用逐步逼近的方法来达到预定的爆裂转速，需要进行多次试验，才能实现涡轮在预定转速下爆裂，试验成本巨大、试验风险高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种涡轮增压器涡轮包容性试验方法，旨在解决传统试验需要多次试验，才能实现涡轮在预定转速下爆裂，成本较高的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种涡轮增压器涡轮包容性试验方法，包括以下步骤：

3、利用塑性材料模型仿真计算涡轮在极限转速爆裂时的应力σ1；

4、对涡轮进行弱化处理，得到弱化涡轮，并仿真计算所述弱化涡轮在预定转速爆裂时的应力σ2，待σ1＝σ2时，确定涡轮模型弱化方案；

5、基于所述弱化方案进行涡轮包容性仿真模拟，得到仿真结果；

6、平衡所述弱化涡轮后采用增压器整机进行涡轮包容性试验，确证所述仿真结果。

7、其中，所述弱化涡轮方法为采用线切割加工方法对涡轮加工周向均布槽，将涡轮分为多瓣，所述切割加工方法对涡轮加工60°均布槽。

8、其中，所述平衡所述弱化涡轮为将所述弱化涡轮进行动平衡、车削叶片的压气叶轮进行动平衡，车削完叶片的压气叶轮与涡轮组合均进行动平衡。

9、其中，所述平衡所述弱化涡轮将涡轮子午面进行车削，以增大涡轮与涡轮罩壳之间的间隙，该间隙大于弱化处理的涡轮径向变形量。

10、其中，所述包容性试验采用外界气源补气方式进行。

11、本发明的一种涡轮增压器涡轮包容性试验方法，利用塑性材料模型仿真计算涡轮在极限转速爆裂时的应力σ1；对涡轮进行弱化处理，得到弱化涡轮，并仿真计算所述弱化涡轮在预定转速爆裂时的应力σ2，待σ1＝σ2时，确定涡轮模型弱化方案；基于所述弱化方案进行涡轮包容性仿真模拟，得到仿真结果；平衡所述弱化涡轮后采用增压器整机进行涡轮包容性试验，确证所述仿真结果，该方法采用塑性材料模型模拟计算涡轮在极限转速爆裂时的应力，与传统采用弹性材料模型计算的应力相比计算结果更为准确，通过弱化处理即可实现涡轮在预定转速下爆裂，可以精确的控制涡轮爆裂转速，再者模拟涡轮炸裂为三瓣的形式与壳体撞击，即可直观的判断涡轮爆裂与壳体的撞击形态，判断是否有非包容性碎片产生，随后采用增压器整机进行涡轮包容性试验，相比于采用电机拖动涡轮等此类方案，结构更为简单，试验可靠性更高，成本更低，解决传统试验需要多次试验，才能实现涡轮在预定转速下爆裂，成本较高的问题。

技术特征：

1.一种涡轮增压器涡轮包容性试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种涡轮增压器涡轮包容性试验方法，其特征在于，

3.如权利要求1所述的一种涡轮增压器涡轮包容性试验方法，其特征在于，

4.如权利要求1所述的一种涡轮增压器涡轮包容性试验方法，其特征在于，

5.如权利要求1所述的一种涡轮增压器涡轮包容性试验方法，其特征在于，

技术总结
本发明涉及涡轮增压器技术领域，具体涉及一种涡轮增压器涡轮包容性试验方法，利用塑性材料模型仿真计算涡轮在极限转速爆裂时的应力σ1；对涡轮进行弱化处理，得到弱化涡轮，并仿真计算弱化涡轮在预定转速爆裂时的应力σ2，待σ1＝σ2时，确定涡轮模型弱化方案；基于弱化方案进行涡轮包容性仿真模拟，得到仿真结果；动平衡弱化涡轮后采用增压器整机进行涡轮包容性试验，确证仿真结果，该方法采用塑性材料模型模拟计算涡轮在极限转速爆裂时的应力，通过弱化处理实现涡轮在预定转速下爆裂，精确的控制涡轮爆裂转速，直观的判断涡轮爆裂与壳体的撞击形态，采用增压器整机进行涡轮包容性试验，结构更为简单，试验可靠性更高，成本更低。

技术研发人员：王文鼎,陈世凡,刘扬,周黎,王强,钟佳宏,王政川,彭正军,申华,龙家豪,祝磊
受保护的技术使用者：重庆江增船舶重工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13