基于封严间隙的涡轮盘篦齿综合优化设计

摘要：

为了降低涡轮盘级间封严发生碰摩的风险,同时保证封严效率不降低和涡轮盘质量不增大,对涡轮盘结构进行优化设计.利用有限元法对稳态下涡轮篦齿径向间隙进行确定性分析,结果表明:3道篦齿的间隙不同;以灵敏度分析的方式确定影响篦齿间隙与涡轮盘质量的关键尺寸,并将其作为优化的设计变量;综合考虑载荷、材料性能、尺寸参数的不确定性和转子不平衡振动进行间隙概率分析,发现第3道篦齿有碰摩的风险;建立以减小前2道篦齿间隙、增大第3道篦齿间隙和不增加涡轮盘质量为约束条件的综合优化模型,并用NSGA-II算法进行计算.优化结果表明:篦齿发生碰摩的风险降低了99.07％,涡轮盘质量减小了0.73％,在不同压比下流量系数减小了5.39％～6.01％,证明该综合优化方法可行.

关键词：优化设计、航空发动机、涡轮盘、篦齿封严、概率分析、多目标综合优化、流量系数

所属期刊栏目：45

分类号：V232.3(航空发动机（推进系统）)

资助基金：国家自然科学基金51575024

在线出版日期：2019-11-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：19-25