渦輪盤異型孔結(jié)構(gòu)設計與優(yōu)化.pdf

1、航空發(fā)動機輪盤上的螺栓孔、銷釘孔、偏心孔等孔結(jié)構(gòu)常由于應力集中而成為輪盤的失效多發(fā)部位?？走叺菇恰伖庖约霸黾咏Y(jié)構(gòu)尺寸等傳統(tǒng)措施存在效果差、結(jié)構(gòu)重量增加等局限性。本文提出一種能夠適應渦輪螺栓連接受力特點的多弧段非圓異型孔結(jié)構(gòu)。使用輪廓經(jīng)過優(yōu)化的異型孔改進發(fā)動機輪盤上的圓形螺栓孔，可以明顯降低孔邊的應力集中。論文在異型孔建模、孔輪廓優(yōu)化等方面完成了如下工作：
　?。?）對八段圓弧異型孔進行了分類，推導建立了各型異型孔的數(shù)學模型，該模

2、型能夠保證異型孔的各段圓弧光滑連接；此外，設計的異型孔輪廓與基圓相切，這使得優(yōu)化后的孔不會影響螺栓的裝配。
　?。?）對含圓形螺栓孔高壓渦輪盤、前封嚴盤模型進行了熱-結(jié)構(gòu)耦合應力分析。結(jié)果表明，螺栓孔邊由于應力集中而形成高應力區(qū)，其最大應力值接近甚至可超過輪心處的應力水平而成為危險點。
　　（3）使用精英保留的自適應遺法優(yōu)化算法對渦輪盤安裝邊及封嚴盤異型螺栓孔輪廓進行了優(yōu)化，得到了合理的異型孔輪廓參數(shù)；優(yōu)化結(jié)果表明，設計合理