膨胀机是有机朗肯循环系统中的核心动力部件,本文通过建立基于多目标优化算法MOGA的多学科优化平台,对5MW有机朗肯循环中的两级轴流膨胀机的流通部件参数化建模,应用叶片空间切向积叠规则进行叶片倾和弯造型,在动叶和静叶栅耦合上寻求最优解。原型膨胀机经优化后,工况1下的总-静效率提高1.23%,输出功率提高1.1%,轴向推力减小4.5%,两级动叶的最大等效应力均小于材料屈服极限。动叶片预应力处理下的前六阶模态计算结果表明,工作转速频率激励和静叶通过频率激励判定合格。