大涵道比涡扇发动机结构参数化与优化设计平台开发

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1、中图分类号：V231.9论文编号：102870218-SZ033学科分类号：085232硕士学位论文大涵道比涡扇发动机结构参数化与优化设计平台开发研究生姓名刘涵专业类别工程硕士专业领域航空工程指导教师罗贵火副教授南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一八年一月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyPowerofEngineThedevelopmentofparametricdesignandoptimizationdesi

2、gnplatformforhighbypassratioturbofanenginestructureAThesisinAeronauticalEngineeringbyLiuHanAdvisedbyAssociateProfessorLuoGuihuoSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJanuary,2018承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢

3、的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文摘要论文以大涵道比涡扇发动机整机结构参数化建模与优化设计软件平台开发为研究内容，以满足现代航空发动机反复迭代、修改的复杂过程需求。主要研究内容及成果如下：1)论文利用VB、AutoCAD、U

4、G、ANSYS、Excel语言与软件，软件依托气动设计参数结果，开发了大涵道比涡扇发动机整机结构参数化建模与优化设计软件平台；软件利用参数化数据库及参数化设计技术可实现发动机整机结构二维参数化建模块，完成整机结构二维建模仅需5分钟；利用三维参数化结构模型及软件，自动完成整机三维建模仅需1个小时，远小于人工手动建模的时间；并可方便获得整机本体结构重量、质心、转动惯量等相关结构参数。2)利用软件结构参数化模型及数据库，可以方便地自动建立机匣有限元分型模型和加载，开展机匣刚度校核；3)利用软件结构参数化模型及数据库，可以方便地自动建立轮盘类有限元

5、分网模型和加载，开展轮盘类强度校核及优化设计，获得轮盘类结构优化设计的参数及参数化模型；也可以方便地自动建立转子动力学有限元分网模型和加载等效边界条件，开展转子动力学特性分析与优化设计，获得转子动力学结构优化设计的参数及参数化模型。4)开发的软件平台，在某型大涵道比涡扇发动机上得到实际应用，得到了工程单位的认可；5)论文中开发的软件平台包含利用气动计算结果参数建模，具有机匣刚度计算功能、轮盘静强度以及轮盘结构优化设计，转子动力特性计算和转子动力特性优化功功能，在某型大涵道比涡扇发动机上得到实际应用，得到了工程单位的认可。关键词：航空发动机，

6、参数化设计，分析和优化，软件开发，机匣，轮盘，转子系统I大涵道涡扇发动机结构参数化与优化设计平台开发ABSTRACTTheparametricmodelingandoptimizationofhighbypassratioturbofanenginesoftwareisdevelopedinthispaper,fortosatisfyneedsrepeatediterationandmodification.Theresultsweregainedasfollowing:1)TheuseofVB,AutoCAD,UG,ANSYS,Excel

7、,basedonaerodynamicdesignresults,developedtheparametricmodelingandoptimizationofhighbypassratioturbofanenginesoftwareplatform.Theparameterizeddatabaseandparameterizeddesigntechnologycanbeusedinthesoftwaretorealizethetwodimensionalparameterizedmodelingofthewholeenginestruct

8、ure.Ittakesonly5minutes.Ittakesonly1hourstoautomaticallycompletethethree-dimensionalmodel