一种涡扇发动机包容性评估集成平台的制作方法

1.本发明涉及用于包容性评估的数值仿真集成平台，整体可以应用于采用仿真手段评估航空涡扇发动机包容性，尤其是采用虚拟试验的数值仿真手段进行适航认证方面。


背景技术：

2.针对涡扇发动机采用试验验证是一种最直接和有效的方法，但周期长、费用高。因此，在发动机研制前期采用部件试验结合数值仿真的方法，以加快研制速度和降低研制费用，为取得适航证而进行的真实发动机包容试验的顺利通过。
3.当前随着显式非线性有限元计算技术的完善和计算机硬件水平的不断提高，实现虚拟试验的数值仿真在航空发动机包容性分析计算中得到了广泛应用。但目前针对涡扇发动机包容性的仿真仅是单一的验证手段，未针对适航认证关于叶片包容性的要求并结合发动机包容性开展设计，针对发动机包容性验证工作的复杂性，如使用可复用的虚拟仿真平台，能够提高涡扇发动机包容性设计以及仿真的效率。


技术实现要素：

4.在本发明的一种涡扇发动机包容性评估平台中，针对涡扇发动机所涉及到的包容性分析验证问题，提出了一种能够结合各涡扇发动机零部件包容性仿真以及适航要求的评估集成平台，从而可以提高仿真过程的复用性、规范性，进而提升涡扇发动机的设计效率。
5.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
6.本发明提供一种涡扇发动机包容性评估集成平台，其特点在于，其包括包容性设计模块、包容性试验模块、包容性仿真模块和包容性评估模块；
7.所述包容性设计模块用于面向涡轮机匣、风扇机匣和压气机机匣提供设计规范管理、设计模型管理，其中设计规范管理用于管理设计标准、设计手册的文字、图片类型资料，设计模型管理用于管理三维cad模型、三维网格模型；
8.所述包容性试验模块用于面向涡轮机匣、风扇机匣和压气机机匣提供试验数据管理和仿真标定模型管理，其中试验数据管理用于支持试验数据的导入、编辑以及查看，仿真标定模型管理管理与试验匹配对应的仿真模型、支持修改仿真模型参数再次仿真，以达到仿真结果数据和试验数据误差最小的目的；
9.所述包容性仿真模块用于面向涡轮机匣、风扇机匣和压气机机匣进行仿真相关的管理，可管理仿真流程的模板，根据仿真流程模板可创建生成包容性仿真的输入数据文件；
10.所述包容性评估模块用于调用包容性评估软件工具，创建相应的包容性评估任务，开展对涡轮机匣、风扇机匣和压气机机匣的包容性分析工作，生成包容性评估报告。
11.较佳地，所述平台包括材料管理模块，所述材料管理模块用于管理材料本构数据及材料本构类型，支持用户导入、编辑、删除等操作。
12.较佳地，所述平台包括工具管理模块，所述工具管理模块用于管理各类经验公式工具，提供工具调用、命令行参数编辑等配置项。
13.较佳地，所述平台包括用户管理模块，所述用户管理模块用于提供多用户管理，分为管理员用户和普通用户，普通用户可使用包容性设计、试验、仿真以及评估模块的功能；管理员用户除了具备普通用户的权限以外，可对仿真模型、材料本构数据进行审核维护，可对工具软件接口进行配置维护。
14.在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
15.本发明的积极进步效果在于：
16.本发明中所提到的包容性评估集成平台，针对现有的包容性评估设计中存在的数据零散、方法依赖于经验、工具仅限于团队内部使用等问题，提供集成包容性经验公式、仿真试验的工程化平台，能够有效提高设计效率，规范化设计过程，保留企业的智力资产。
附图说明
17.图1为本发明较佳实施例的涡扇发动机包容性评估集成平台的结构框图。
18.图2为本发明较佳实施例的涡扇发动机包容性评估集成平台的架构图。
19.图3为本发明较佳实施例的涡扇发动机包容性评估集成平台的模块布局图。
具体实施方式
20.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.如图1所示，本实施例提供一种涡扇发动机包容性评估集成平台，其包括包容性设计模块1、包容性试验模块2、包容性仿真模块3、包容性评估模块4、材料管理模块5、工具管理模块6和用户管理模块7。
22.平台中通过以上模块的搭建，集成包括软件工具、试验数据、工作流程规范、企业标准等内容，实现基于该平台开展包容性试验、经验公式、仿真分析等方面工作。
23.所述包容性设计模块1用于面向涡轮机匣、风扇机匣和压气机机匣提供设计规范管理、设计模型管理，其中设计规范管理用于管理设计标准、设计手册的文字、图片类型资料，设计模型管理用于管理三维cad模型、三维网格模型；支持对设计规范、设计模型进行预览查看。
24.所述包容性试验模块2用于面向涡轮机匣、风扇机匣和压气机机匣提供试验数据管理和仿真标定模型管理，其中试验数据管理用于支持试验数据的导入、编辑以及查看，仿真标定模型管理管理与试验匹配对应的仿真模型、支持修改仿真模型参数再次仿真，以达到仿真结果数据和试验数据误差最小的目的；提供数据对比的页面，可并列显示试验和仿真结果。
25.所述包容性仿真模块3用于面向涡轮机匣、风扇机匣和压气机机匣进行仿真相关的管理，可管理仿真流程的模板，根据仿真流程模板可创建生成包容性仿真的输入数据文件。
26.所述包容性评估模块4用于调用包容性评估软件工具，创建相应的包容性评估任
务，开展对涡轮机匣、风扇机匣和压气机机匣的包容性分析工作，生成包容性评估报告。
27.所述材料管理模块5用于管理材料本构数据及材料本构类型，支持用户导入、编辑、删除等操作。
28.所述工具管理模块6用于管理各类经验公式工具，提供工具调用、命令行参数编辑等配置项。
29.所述用户管理模块7用于提供多用户管理，分为管理员用户和普通用户，普通用户可使用包容性设计、试验、仿真以及评估模块的功能；管理员用户除了具备普通用户的权限以外，可对仿真模型、材料本构数据进行审核维护，可对工具软件接口进行配置维护。
30.按照本发明技术方案进行实施，如下给出详细的实施过程。
31.如图2所示，搭建一个基于b/s架构的平台，用户端的浏览器页面提供各个模块的入口，用户通过打开相应菜单进入相应功能模块，开展相应的交互式操作；服务端提供数据存储管理、用户权限管理以及程序工具的调用等逻辑。
32.如图3所示，平台界面布局分为导航侧边栏、主界面区。各个模块入口在侧边栏位置，用户通过点击一级和二级菜单进入相应的模块，各个模块中的内容展示在主界面区。
33.包容性设计模块中，按照涡扇发动机不同零组件的分类，分为风扇机匣设计、压气机机匣设计以及涡轮机匣设计三个子菜单，进入每个子菜单，则分为设计规范和设计模型两个子项。在设计规范模块页面中提供各类文字、图片等资料的展示；设计模型页面提供不同零组件的三维设计模型、仿真网格模型的管理。
34.包容性试验模块中，按照试验零组件的分类，分为涡轮机匣、风扇机匣和压气机机匣三个子菜单，进入每个子菜单，分为试验数据管理和仿真标定模型两个子项。在试验数据管理模块页面中提供试验资料、试验报告以及对应仿真，可添加相应仿真的内容；在仿真标定模型中，在仿真标定模型提供试验零组件对应的标定仿真模型管理。
35.包容性仿真模块中，提供涡轮机匣、风扇机匣和压气机机匣仿真任务子菜单，进入每个子菜单后，分为仿真数据、仿真流程模板两个子项。在仿真数据页面中提供仿真任务相应的仿真数据卡片，用户可根据仿真工况的需要，修改相应的数据字段；在仿真流程模板中，提供仿真流程的模板，用户可基于模板快速创建相应的仿真任务；
36.包容性评估模块中，提供涡轮机匣、风扇机匣和压气机机匣包容性评估的各项子菜单，分为仿真任务、软件工具接口、标准规范和材料本构，仿真任务根据零部件的不同，再根据零部件的不同，分为仿真数据和仿真流程模板子项；仿真数据和仿真流程模板的设计页面参照风扇机匣包容性仿真模块的设计；标准规范参考包容性设计模块中的设计规范页面；软件工具接口提供对经验公式、调用软件的接口的管理，允许用户配置相应的数据；材料本构页面中，对包容性仿真过程中用到的材料类型卡片进行管理，用户可新增、删改相应的卡片数据作为仿真的输入数据。
37.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。