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摘要
随着液力变矩器向着高功率密度化发展，轻量化成为提升功率密度的重要手段，叶轮作为变矩器总成内部的重要结构件，有着巨大的轻量化设计潜力。为了对叶轮进行轻量化设计，采用CFD方法建立了变矩器叶轮耦合流域全流场计算模型，分析了叶轮载荷分布情况及边界条件，进行了叶轮单向流固耦合理论分析，建立了变矩器叶轮力学特性有限元分析模型，利用多种拓扑优化分析方法，以应力分布特性为优化目标对叶轮结构进行了优化设计。通过对目标样机叶轮进行拓扑优化分析，建立了叶轮拓扑优化设计系统，研究了多工况下液力变矩器叶轮的力学性能，完成了轻量化叶轮样机设计并进行了试验验证，在不降低液力性能的情况下，叶轮减重10.89%,为高功率密度液力变矩器叶轮结构优化提供了一种有效的方法。
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