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摘要
针对某型发动机外涵道机匣的极致轻量化设计需求，首先以结构刚度最大化为目标，开展了薄壁机匣结构复杂工况下的加筋布局拓扑优化设计；进一步考虑机匣服役工况下的屈曲稳定性要求，系统性研究了工程常见4种加筋构型与结构抗屈曲性能的关联关系；最后，考虑制造工艺约束，建立了外涵道机匣的周期性加筋参数化模型，综合结构刚度、强度和稳定性要求，构建了基于加筋应力水平和结构抗屈曲性能等的综合优化设计目标，并开展了加筋尺寸优化设计。优化得到的外涵道机匣加筋设计方案较原始设计模型减重近40%，与1.3 mm等厚机匣相比，不仅满足结构刚度与强度设计要求，同时实现了结构外部压强临界屈曲载荷212.9%的提升，有效保障了发动机机匣严酷载荷工况下的服役稳定性。
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单位北京动力机械研究所; 西北工业大学
