機匣是航空發(fā)動機中常見的零部件類型,用于支撐轉(zhuǎn)子、固定靜子、流道圍形等用途。對于航空發(fā)動機,推重比、油耗等主要指標均直接與結(jié)構重量相關。為此,機匣的輕量化設計方法受到設計人員的廣泛關注。然而,機匣結(jié)構的完整性直接影響到發(fā)動機的安全性,而輕量化設計往往會給結(jié)構完整性帶來風險。因此,機匣的輕量化設計需要十分小心。結(jié)構優(yōu)化設計技術因具有完善的理論基礎及良好的可操作性,近年來正越來越多的被應用于航空航天領域。對于機匣結(jié)構,設計過程需要考慮多種載荷下的結(jié)構響應,包括內(nèi)壓力、軸向力、彎矩、扭矩等,此外有的機匣還需考慮溫度載荷、振動載荷等。其中,軸向力、彎矩、扭矩、溫度載荷及振動載荷下結(jié)構性能指標的滿足,不僅可以通過修改結(jié)構設計實現(xiàn),還可以通過合理設計傳力路徑、合理設計連接結(jié)構及添加阻尼等方式實現(xiàn),但對于內(nèi)壓載荷下結(jié)構性能指標的滿足,改變結(jié)構設計的方式是更有效的措施。另一方面,在結(jié)構優(yōu)化設計中考慮過多的結(jié)構性能指標,將引起設計域不連續(xù)等問題。為克服該問題,常見的措施是,基于主要的性能指標對結(jié)構整體開展優(yōu)化設計,之后再校核其他指標是否滿足或小幅調(diào)整結(jié)構設計。本文針對內(nèi)壓載荷下結(jié)構性能指標為主的機匣結(jié)構... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 論文研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 結(jié)構優(yōu)化設計
        1.2.2 拓撲優(yōu)化
        1.2.3 尺寸優(yōu)化與形狀優(yōu)化
    1.3 研究問題的提出
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
2 受內(nèi)壓作用機匣結(jié)構輕量化設計新方法及相關理論基礎介紹
    2.1 機匣結(jié)構輕量化設計新方法及設計流程
        2.1.1 概念設計階段
        2.1.2 詳細設計階段
    2.2 自由尺寸優(yōu)化設計及實現(xiàn)工具
        2.2.1 自由尺寸優(yōu)化設計
        2.2.2 自由尺寸優(yōu)化與拓撲優(yōu)化的相關性和差異性
        2.2.3 本文中的自由尺寸優(yōu)化工具
    2.3 參數(shù)優(yōu)化設計及實現(xiàn)工具
        2.3.1 參數(shù)優(yōu)化設計
        2.3.2 代理模型優(yōu)化設計
        2.3.3 本文中的參數(shù)優(yōu)化實現(xiàn)工具
    2.4 本章小結(jié)
3 機匣結(jié)構輕量化設計新流程
    3.1 模型簡介
    3.2 概念設計階段
        3.2.1 模型處理
        3.2.2 自由尺寸優(yōu)化
        3.2.3 自由尺寸優(yōu)化結(jié)果解讀
    3.3 詳細設計階段
        3.3.1 參數(shù)化模型建立
        3.3.2 厚度控制參數(shù)優(yōu)化
        3.3.3 存在的問題
    3.4 溫度載荷下厚度控制參數(shù)優(yōu)化
        3.4.1 慣性釋放方式
        3.4.2 彈性支撐方式
    3.5 本章小結(jié)
4 內(nèi)凸臺構型用于抑制機匣孔邊應力集中的可行性
    4.1 孔邊應力集中現(xiàn)象
    4.2 常規(guī)的開孔補強措施
    4.3 內(nèi)凸臺構型特征
    4.4 基于拉伸件的內(nèi)凸臺構型的數(shù)值分析與試驗測試
        4.4.1 試驗件設計與參數(shù)
        4.4.2 基于拉伸件的內(nèi)凸臺構型的數(shù)值分析
        4.4.3 基于拉伸件的內(nèi)凸臺構型的試驗測試
    4.5 基于內(nèi)壓筒的內(nèi)凸臺構型的數(shù)值分析與試驗測試
        4.5.1 等效模擬件簡介
        4.5.2 數(shù)值分析及參數(shù)優(yōu)選結(jié)果
        4.5.3 試驗設備介紹及試驗準備工作介紹
        4.5.4 試驗結(jié)果
    4.6 內(nèi)凸臺補強在燃燒室機匣設計中運用
    4.7 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
參考文獻
致謝



本文編號：3283127