航空发动机燃烧室机匣轻量化设计方法

作者：许璠璠; 杨眉; 柴象海; 阎琨; 倪晓琴

来源：航空科学技术, 2021, 32(12): 27-34.

DOI：10.19452/j.issn1007-5453.2021.12.003

• 航空发动机
• 燃烧室机匣
• 轻量化设计
• 拓扑优化
• 壁厚分布优化

以航空发动机燃烧室机匣轻量化设计需求为牵引,建立了可变壁厚减轻质量(简称减质)优化方法,以单元壁厚为设计变量,设计域总应变能最小作为优化目标,体积分数作为约束条件,开展机匣本体优化设计,实现了壁厚更优分布;进一步基于变密度拓扑优化设计方法,以单元密度为设计变量,柔度最小为优化目标,结构的减质体积分数作为约束条件,开展了机匣安装座与法兰边减重优化设计。两种优化方法各有优化对象、优化阶段的侧重,前者更适用于初步设计阶段,获得良好的最初壁厚分布,后者适用详细设计阶段,进行局部结构轻量化设计。减质优化设计成功通过了压力考核试验,验证了优化方法的有效性及可行性。

• 单位
  中国航发商用航空发动机有限责任公司; 大连理工大学