某压气机盘破裂转速分析与试验

基于平均应力法和局部应变法,针对某型航空发动机高负荷压气机第一级整体叶盘开展破裂转速预测与试验验证。结果表明:平均应力法对破裂裕度的预测结果偏保守,预测值较实测值偏低4.94%,工程应用偏于安全;而局部应变法对破裂裕度的预测结果比实测值偏高8.94%,工程应用偏于危险。两种方法对于破裂形式和起裂位置的预测均与实测结果相符。设计结果可应用于航空发动机整体叶盘及分离式轮盘结构在初步设计阶段的方案选型中,对快速优选轮盘方案具有指导意义。

基于全局敏感性分析的压气机多级轮盘参数优化

压气机是航空发动机的核心部件之一,为了保证结构运行的可靠性,并提升发动机的推重比,需要对其结构进行减重优化设计。相较于单级轮盘,多级轮盘的优化分析更符合实际,但优化效率更低。以复杂的多级轮盘转子优化为研究目标,通过对结构参数化建模,实现尺寸形状自动控制,并基于全局敏感性分析获得轮盘的关键尺寸以及结构强度受参数影响的情况,为优化模型的简化和调整提供参考。研究轮盘结构破裂裕度,搭建高效、通用的优化流程,在保证结构静强度的前提下,通过遗传算法、可行方向法实现压气机转子减重4.94%的优化效果,对压气机结构设计具有一定的参考意义。

航空发动机轮盘参数化结构优化

为降低航空发动机轮盘的质量,提高发动机推质比,对发动机转子轮盘进行参数化结构优化设计.研究辐板不同高度处厚度与轮盘径向破裂裕度的关系,以简化轮盘辐板优化方法.以周向破裂转速裕度为约束条件,体积最小为优化目标函数,利用Isight软件和有限元数值模拟方法研究轮盘盘心优化方法,并通过算例计算验证其正确性.结果表明:在满足约束条件的基础上,轮盘体积减小8.66%,最大等效应力减少10.4%.该方法可为航空发动机轮盘轻量化开发提供参考.

航空发动机多辐板轮盘结构优化

本文以ISIGHT为优化平台建立了航空发动机多辐板轮盘结构优化的设计方法。以轮盘各辐板径向破裂裕度、周向破裂裕度和低循环疲劳寿命为约束,采用轮盘质量为目标函数,应用试验设计和寻优设计组合方法完成了多辐板轮盘的结构优化设计工作。通过对某压气机多辐板轮盘的算例分析,在满足破裂裕度和低循环疲劳寿命的要求的情况下,实现多辐板轮盘减重的目标,同时使轮盘的应力分布更合理。