考虑包容性约束的加筋机匣轻量化设计

作者：孙燕杰; 马宁; 余学冉; 宋志博; 周才华^*; 徐胜利; 王博

来源：振动与冲击, 2023, 42(12): 274-282.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2023.12.031

• 机匣包容性
• 加筋结构
• 结构优化
• 数值仿真

为保证飞机航行安全，航空发动机机匣需满足包容性要求以抵抗高能碎片的冲击。针对某型航空发动机内高压压气机机匣的轻量化设计需求，基于LS-DYNA进行包容性分析，揭示了传统光壁机匣与加筋机匣的包容机理，二者均通过鼓凸塑性变形吸收叶片动能。另外，为充分挖掘加筋构型的轻量化潜力，提出一种考虑包容性能的加筋机匣优化设计框架，主要包括：提出一种机匣厚度损伤包容准则，建立结合参数化建模、有限元分析及包容性判断的优化流程，采用自主研发的优化软件Deskopt进行优化迭代并输出最优加筋机匣构型。设计结果表明，相较传统光壁机匣构型，最优加筋机匣在保证包容能力的前提下实现减重20.86%。

• 单位
  大连理工大学; 工业装备结构分析国家重点实验室; 中国航发商用航空发动机有限责任公司