| 燃气涡轮发动机风扇盘拓扑优化 |
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| 引用本文： | 刘小刚,戴思成,吴振豪. 燃气涡轮发动机风扇盘拓扑优化[J]. 航空动力学报, 2020, 35(6): 1121-1130. DOI: 10.13224/j.cnki.jasp.2020.06.001 |
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| 作者姓名： | 刘小刚 戴思成 吴振豪 |
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| 作者单位： | 南京航空航天大学能源与动力学院,南京210016,南京航空航天大学能源与动力学院,南京210016,南京航空航天大学能源与动力学院,南京210016,南京航空航天大学能源与动力学院,南京210016,南京航空航天大学能源与动力学院,南京210016 |
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| 基金项目： | 国家科技重大专项（2017-Ⅳ-0012-0049）； 中央高校基本科研业务（NS2016022） |
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| 摘 要： | 在连续体结构拓扑优化数学模型的基础上,根据某燃气涡轮发动机设计图建立了1/18循环对称简化的风扇结构模型,基于固体各向同性材料惩罚（SIMP）模型插值的变密度法对结构进行了拓扑优化设计。为了获得更好的风扇盘结构拓扑优化结果,提出了一种将增加质量和整体叶盘结构相结合的方案,并应用该方案,在原始风扇盘模型的基础上设计了三种扩大求解域后的对照模型。对所有的优化结果进行模型重建,并对危险工作条件进行了校核验证。结果表明:采用该方法对某型发动机风扇盘进行结构拓扑优化,能在满足强度和刚度要求的前提下使压气机质量减少349％。
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| 关 键 词： | 风扇盘 整体叶盘 轻量化设计 结构拓扑优化 固体各向同性材料惩罚(SIMP)模型 |
| 收稿时间： | 2019-12-16 |
Topology optimization of gas turbine engine fan disk |
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| LIU Xiaogang,DAI Sicheng,WU Zhenhao. Topology optimization of gas turbine engine fan disk[J]. Journal of Aerospace Power, 2020, 35(6): 1121-1130. DOI: 10.13224/j.cnki.jasp.2020.06.001 |
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| Authors: | LIU Xiaogang DAI Sicheng WU Zhenhao |
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| Affiliation: | College of Energy and Power Engineering,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016,China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | fan disk blisk lightweight design structural topology optimization solid isotropic material with penalization(SIMP) model |
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