【摘要】：風(fēng)扇盤是風(fēng)扇系統(tǒng)的重要組成構(gòu)件之一,正常工作時(shí)承受著來自于自身和葉片的巨大離心載荷,其結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能。寬弦風(fēng)扇葉片的使用,能有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)涵道比,但同時(shí)也促使風(fēng)扇盤輪緣寬度加寬,盤體質(zhì)量增大。四輻板風(fēng)扇盤能有效減輕盤體質(zhì)量,提高大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)推質(zhì)比,對(duì)四輻板風(fēng)扇盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)研究具有重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。本文主要針對(duì)大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的四輻板風(fēng)扇盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)研究,探索三維四輻板風(fēng)扇盤結(jié)構(gòu)模型和載荷的二維簡(jiǎn)化方法,提出一種二維簡(jiǎn)化模型,并以此為基礎(chǔ)對(duì)四輻板風(fēng)扇盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。具體內(nèi)容如下:首先,通過UG二次開發(fā)技術(shù),實(shí)現(xiàn)多輻板風(fēng)扇盤結(jié)構(gòu)的參數(shù)化建模,創(chuàng)建多輻板風(fēng)扇盤的實(shí)體模型。為獲得合適的風(fēng)扇盤結(jié)構(gòu),分別提出雙輻板、三輻板和四輻板三種不同結(jié)構(gòu)形式的風(fēng)扇盤結(jié)構(gòu),并采用有限元法對(duì)三種不同形式風(fēng)扇盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜強(qiáng)度分析。分別在總輻板厚度相同和同等應(yīng)力水平兩種約束條件下對(duì)比三種不同風(fēng)扇盤結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度分析結(jié)果,確定出適用本課題風(fēng)扇葉片的四輻板風(fēng)扇盤結(jié)構(gòu)。其次,提取四輻板風(fēng)扇盤輪緣與輪緣凸塊公共面上節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)力,研究三維四輻板風(fēng)扇盤結(jié)構(gòu)的載荷簡(jiǎn)化方法,提出一種非均布加載的軸對(duì)稱模型(二維簡(jiǎn)化模型)。通過對(duì)比分析三維風(fēng)扇轉(zhuǎn)子周期對(duì)稱有限元模型、施加均布載荷的二維軸對(duì)稱模型以及施加非均布載荷的二維簡(jiǎn)化模型的有限元仿真結(jié)果,驗(yàn)證二維簡(jiǎn)化模型的可行性,并將二維簡(jiǎn)化模型運(yùn)用到雙輻板和三輻板風(fēng)扇盤結(jié)構(gòu)中,驗(yàn)證了二維簡(jiǎn)化模型的通用性。最后,選用復(fù)合形法對(duì)四輻板風(fēng)扇盤二維簡(jiǎn)化模型進(jìn)行輻板結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),獲得四輻板風(fēng)扇盤最優(yōu)結(jié)構(gòu),并創(chuàng)建最優(yōu)結(jié)構(gòu)的三維有限元模型進(jìn)行有限元強(qiáng)度分析,校驗(yàn)最優(yōu)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)結(jié)果。綜上所述,本文通過研究風(fēng)扇盤輪緣的載荷特性,提出了一種多輻板風(fēng)扇盤二維簡(jiǎn)化模型,并以此為基礎(chǔ)對(duì)四輻板風(fēng)扇盤進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)方法可有效地降低有限元模型的規(guī)模,減少仿真分析時(shí)長(zhǎng),提高優(yōu)化設(shè)計(jì)效率。這些工作及成果為進(jìn)一步深入研究四輻板風(fēng)扇盤結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定重要基礎(chǔ)。
【圖文】：

平面結(jié)構(gòu)離散結(jié)果

三角形單元及其坐標(biāo)系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V235.13

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 洪杰;文敏;馬艷紅;張大義;;凸肩徑向位置對(duì)風(fēng)扇葉片振動(dòng)特性的影響[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2015年12期

2 焦華賓;莫松;;航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)狀及未來發(fā)展綜述[J];航空制造技術(shù);2015年12期

3 林曉平;黎明;;輻板厚度變化對(duì)整體葉盤結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響[J];燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究;2015年02期

4 宋健;溫衛(wèi)東;崔海濤;劉超;;航空發(fā)動(dòng)機(jī)多輻板風(fēng)扇盤拓?fù)鋬?yōu)化與形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)[J];推進(jìn)技術(shù);2013年09期

5 欒永先;;先進(jìn)渦輪盤結(jié)構(gòu)強(qiáng)度對(duì)比分析[J];航空發(fā)動(dòng)機(jī);2013年03期

6 欒永先;;雙輻板渦輪盤結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析[J];航空發(fā)動(dòng)機(jī);2012年04期

7 胡殿印;彭苗嬌;王榮橋;馮笑男;;樹脂基復(fù)合材料風(fēng)扇葉片的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2012年07期

8 陶冶;陸山;;渦輪盤/榫整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2012年06期

9 陸山;魯馮杰;;基于ANSYS的整體葉盤結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2012年06期

10 吳春梅;;現(xiàn)代智能優(yōu)化算法的研究綜述[J];科技信息;2012年08期

，

本文編號(hào)：2603771