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文檔簡介
1、低壓渦輪支撐錐盤是航空發(fā)動機重要的零部件,承受著十分復(fù)雜的熱載荷和機械載荷。為了使低壓渦輪支撐錐盤的結(jié)構(gòu)更加合理,需要對其進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。本文對某型航空發(fā)動機低壓渦輪轉(zhuǎn)子支撐錐盤的光滑多次樣條擬合曲線結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)進行研究和實驗驗證,開展結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)、強度分析、穩(wěn)定性分析方法和試驗研究工作,為渦輪支撐錐盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供參考。
論文首先在Hyperworks軟件環(huán)境中建立某型發(fā)動機低壓渦輪轉(zhuǎn)子支撐錐盤的三維有限元模型,基于彈性有
2、限元和接觸非線性有限元分析理論,對低壓渦輪轉(zhuǎn)子支撐錐盤在飛行狀態(tài)下的三個典型工況下進行了應(yīng)力(應(yīng)變)計算,分析了影響錐盤變形與應(yīng)力分布的影響因素。然后,論文研究了薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)問題,采用Radioss計算了薄壁圓筒的扭轉(zhuǎn)屈曲臨界載荷,開展了薄壁圓筒試件扭轉(zhuǎn)試驗,實驗結(jié)果與計算結(jié)果吻合,表明Radioss可以用來分析薄壁構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)屈曲問題。
運用Hyperworks軟件中OptiStruct模塊對低壓渦輪轉(zhuǎn)子支撐錐盤樣條曲線部
3、分進行優(yōu)化設(shè)計。以渦輪錐盤樣條形部分的形狀作為設(shè)計變量,以支撐錐盤的質(zhì)量作為目標(biāo)函數(shù),以支撐錐盤的強度和剛度作為約束條件,對渦輪錐盤樣條形部分進行形狀優(yōu)化。然后,針對渦輪錐盤應(yīng)力偏大部分,以渦輪錐盤應(yīng)力偏大部分形狀為設(shè)計變量,以渦輪錐盤最大應(yīng)力為目標(biāo)函數(shù),目標(biāo)為使應(yīng)力最大值最小,對渦輪錐盤應(yīng)力偏大部分進行自由形狀優(yōu)化。計算結(jié)果表明,通過優(yōu)化設(shè)計,在保證剛度不變的情況下,降低了錐盤的最大應(yīng)力,提高了錐盤抵抗扭轉(zhuǎn)屈曲的能力,同時降低了錐盤的
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