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《航空发动机枞树形榫头_榫槽结构形状优化_申秀丽》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第28卷第12期Vol.28No.12工程力学2011年12月Dec.2011ENGINEERINGMECHANICS231文章编号：1000-4750(2011)12-0231-07航空发动机枞树形榫头/榫槽结构形状优化1*1112申秀丽，齐晓东，王荣桥，胡殿印，刘海(1.北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京100191；2.中航工业沈阳发动机设计研究所，沈阳110015)摘要：该文针对三齿枞树形榫头/榫槽结构，通过有效地解决设计变量、约束变量的选择问题，对该结构提出了详细的形状优化设计方法，对榫接结构的设计和改型有重大的工程意义。
2、基于特征造型方法，对二维梯形榫头榫槽进行形状描述，进而建立了其参数化模型；基于梯度法进行灵敏度分析从众多特征参数中提取了设计变量；基于工程经验和应力准则提取了约束变量；最后，以最大当量应力最小为目标函数，使得梯形榫头榫槽结构最大当量应力减小了12%，并用光弹实验验证了此优化结果的可靠性。关键词：航空发动机；榫头/榫槽；形状描述；设计变量；约束变量；形状优化；光弹实验中图分类号：V231.91文献标志码：ASHAPEOPTIMIZATIONOFAEROENGINEFIR-TREETENON/MORTISESTRUCTURE1*1112SHE
3、NXiu-li,QIXiao-dong,WANGRong-qiao,HUDian-yin,LIUHai(1.SchoolofJetPropulsion,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100191,China;2.ShenyangAeroengineResearchInstitute,Shenyang110015,China)Abstract:Thispaperisconcernedwiththreeteethfir-treetenon/mortisestructu
4、re,andadetailedmethodofshapeoptimaldesignisproposedbymeansofaneffectivesolutionofthedesignvariablesandconstraintvariables,whichhasevidentengineeringsignificanceindesigningandremodelingthetenon/mortisestructure.Withfeature-basedmodelingmethod,geometryshaperepresentationisu
5、ndertakenforthe2Dtrapezoidaltenon/mortisestructure,andthentheparametricmodelisestablished.SensitivityanalysisismadeavailableusingtheGradient-basedmethodwhichextractsdesignvariablesfromalargenumberofparameters.Alsoconstraintvariablesareobtainedbasedonengineeringexperiencea
6、ndstressingstandards.Atlast,astheobjectivefunction,themaximumequivalentstressoftrapezoidaltenon/mortisestructuredecreasesby12%andisverifiedbyphoto-elasticexperiment,provingthevalidityoftheoptimizationresults.Keywords:aeroengine;tenon/mortise;shaperepresentation;designvari
7、ables;constraintvariables;shapeoptimization;photo-elasticexperiment[1]航空发动机涡轮盘与涡轮转子叶片一般采用常常会发生失效，据相关资料的统计，各类叶片枞树形榫连接结构形式，该结构形式对涡轮盘和涡断裂占外场发动机故障总数的40%以上，并且几乎轮叶片强度、寿命和失效都有非常大的影响。在实每年都会因叶片问题而造成等级飞行事故。而在叶际的工程应用中，榫接结构表现了以下2个方面的片故障中，榫接结构的故障占了50%以上。同时对特点：在航空发动机设计接近定型阶段或定型以后外场使用的涡
8、喷发动机叶片榫头/榫槽的故障进行———————————————收稿日期：2010-03-30；修改日期：2010-05-26作者简介：申秀丽(1967―)，女，山西人，教授，硕士，从事航空发动
