基于积叠线的风扇叶片优化与振动特性研究

摘要：

为了改善航空发动机风扇叶片静强度和振动特性,以风扇叶片静应力和应变能密度指数为优化目标,采用Kriging代理模型和微种群遗传算法,分析风扇叶片重心积叠线周向构型变化对叶片强度振动性能的影响.以叶片重心积叠线周向构型为设计参数,实现风扇叶片参数化建模和有限元网格的自动划分及有限元计算.建立航空发动机风扇"参数化建模—有限元仿真—强度和振动特性优化"的一体化平台,对某宽弦风扇叶片进行优化设计.结果表明:优化后叶片中心的高应力区向叶尖偏移,叶根前缘的高应力区得到了改善,最大静应力减小了5.45％,应变能密度指数减小了5.94％,在相同载荷下的第1阶振动应力裕度从66.81％提高到了70.46％;叶片的固有频率、振型和共振裕度等没有明显变化,表明此优化算法可有效改善叶片的静强度和振动应力分布,且不会对其它振动特性产生不利影响.

关键词：风扇叶片、积叠线、Kriging代理模型、振动特性、优化设计、航空发动机

所属期刊栏目：46

分类号：V231.3(航空发动机（推进系统）)

资助基金：航空动力基础研究项目资助

在线出版日期：2020-09-14（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：58-64