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龍圖騰網(wǎng)獲悉中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七0四研究所申請(qǐng)的專利一種金屬內(nèi)襯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料螺旋槳的預(yù)變形設(shè)計(jì)方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN114996833B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-06發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202210328638.2，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06F30/15；該發(fā)明授權(quán)一種金屬內(nèi)襯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料螺旋槳的預(yù)變形設(shè)計(jì)方法是由周鑫;劉愛(ài)兵;楊文凱;李健;易小冬設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2022-03-31向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種金屬內(nèi)襯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料螺旋槳的預(yù)變形設(shè)計(jì)方法在說(shuō)明書(shū)摘要公布了：本發(fā)明涉及一種金屬內(nèi)襯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料螺旋槳的預(yù)變形設(shè)計(jì)方法，以金屬槳葉幾何模型作為設(shè)計(jì)輸入，在ANSYSWorkbench平臺(tái)進(jìn)行整個(gè)槳葉復(fù)合材料層合板與金屬內(nèi)襯的有限元建模，在ACPPost中，選擇失效準(zhǔn)則，對(duì)槳葉各鋪層單元進(jìn)行失效評(píng)價(jià)，判斷是否滿足強(qiáng)度要求；根據(jù)變形后的槳葉幾何模型構(gòu)建水動(dòng)力計(jì)算模型，用流體動(dòng)力分析模塊求解得到槳葉性能與壓力分布，并進(jìn)行水動(dòng)力性能計(jì)算結(jié)果進(jìn)行收斂判別；槳葉的水動(dòng)力與復(fù)合材料強(qiáng)度計(jì)算，由Fluent、ACP以及StaticStructural等組件實(shí)現(xiàn)，基于ANSYSWorkbench平臺(tái)數(shù)據(jù)傳遞操作簡(jiǎn)單，交互便捷，完成復(fù)合材料螺旋槳性能的綜合分析。

本發(fā)明授權(quán)一種金屬內(nèi)襯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料螺旋槳的預(yù)變形設(shè)計(jì)方法在權(quán)利要求書(shū)中公布了：1.一種金屬內(nèi)襯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料螺旋槳的預(yù)變形設(shè)計(jì)方法，其特征在于，以金屬槳葉幾何模型作為設(shè)計(jì)輸入，采用以下步驟實(shí)現(xiàn)：步驟一：在三維建模軟件中提取槳葉幾何的壓力面、吸力面的片體模型，并導(dǎo)入ANSYSWORKBENCH平臺(tái)ACP模塊；步驟二：在ACPPre的子模塊中，完成金屬與復(fù)合材料屬性的定義、槳葉壓力面與吸力面有限元網(wǎng)格劃分、槳葉復(fù)合材料鋪層的定義，定義復(fù)合材料鋪層時(shí)，通過(guò)創(chuàng)建不同的Stackups和SubLaminates建立槳葉的復(fù)合材料層合板與金屬內(nèi)襯的有限元模型，并將ACP模塊中定義的網(wǎng)格、幾何、材料屬性以及復(fù)合材料定義傳遞到Mechanical模塊；步驟三：根據(jù)槳葉幾何模型構(gòu)建水動(dòng)力計(jì)算模型，利用流體動(dòng)力分析模塊求解得到槳葉性能與壓力分布，并將計(jì)算結(jié)果傳遞到Mechanical模塊；步驟四：在Mechanical模塊中對(duì)槳葉有限元模型添加約束，加載槳葉表面壓力分布，得到槳葉各向變形，輸出槳葉各特征節(jié)點(diǎn)笛卡爾坐標(biāo)X0,Y0,Z0以及變形結(jié)果UX,UY,UZ，得到變形后各節(jié)點(diǎn)的笛卡爾坐標(biāo)X0+UX，Y0+UY，Z0+UZ；步驟五：在ACPPost中，選擇失效準(zhǔn)則，對(duì)槳葉各鋪層單元進(jìn)行失效評(píng)價(jià)，判斷是否滿足強(qiáng)度要求，如不滿足，則返回ACPPre模塊中對(duì)復(fù)合材料鋪層進(jìn)行調(diào)整，包括鋪層厚度，鋪層角度，直到滿足強(qiáng)度要求；步驟六：根據(jù)步驟四所得的數(shù)據(jù)，重新構(gòu)建槳葉各半徑剖面型線，得到變形后的復(fù)合材料槳葉幾何模型；步驟七：根據(jù)變形后的槳葉幾何模型構(gòu)建水動(dòng)力計(jì)算模型，利用流體動(dòng)力分析模塊求解得到槳葉性能與壓力分布，并進(jìn)行水動(dòng)力性能計(jì)算結(jié)果進(jìn)行收斂判別，收斂，則輸出此時(shí)的槳葉幾何模型，各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)X1,Y1,Z1；未收斂，則重復(fù)步驟三到七，直到水動(dòng)力性能計(jì)算結(jié)果收斂；步驟八：基于步驟七所得的槳葉幾何與步驟一中初始金屬槳幾何，利用各對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)笛卡爾坐標(biāo)，進(jìn)行預(yù)變形處理，即取節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)2X0-X1，2Y0-Y1，2Z0-Z1構(gòu)建預(yù)變形槳葉幾何模型，此為預(yù)變形槳葉自然狀態(tài)幾何；步驟九：基于步驟八所得的預(yù)變形槳葉幾何，重復(fù)步驟一到步驟七，得到水動(dòng)力性能計(jì)算結(jié)果收斂后的預(yù)變形復(fù)合材料螺旋槳工作狀態(tài)幾何；步驟十：對(duì)步驟九所得的復(fù)合材料螺旋槳工作狀態(tài)的水動(dòng)力效率進(jìn)行考核，滿足水動(dòng)力性能要求，則輸出復(fù)合材料螺旋槳鋪層方案與其自然狀態(tài)幾何型值；不滿足水動(dòng)力性能要求，則在步驟五中對(duì)鋪層厚度、鋪層角度進(jìn)行調(diào)整，直到滿足規(guī)定水動(dòng)力性能要求。

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