基于ANSYS的多辐板风扇盘结构优化设计技术

摘要：基于 ＡＮＳＹＳ优化平台，建立了风扇盘子午面优化设计模型，筛选了主要的优化设计变量．针对典型风扇盘设计问题，分别进行了单辐板及多辐板结构优化设计．结果表明，在满足轮盘变形、强度要求的条件下，多辐板风扇盘比单辐板风扇盘可明显减轻质量，并且其应力分布更为均匀，说明对于轮缘较宽的风扇盘，多辐板轮盘结构具有明显优越性．同时，多辐板轮盘结构还有利于增强轮缘弯曲刚度．

基于ANSYS的多辐板风扇盘结构优化设计技术

作者简介：
李伦未（１９８６－ ），男，重庆巫山人，硕士生，主要从事航空发动机零件结构优化设计方法研究 ．

由于风扇叶片长而宽，导致轮盘轮缘很宽，所以采用单辐板轮盘很难减轻质量，从而影响航空发动机的推质比．根据文献［１ － ６ ］可知，国外发动
机，如ＣＦＭ５６ － ７［ １ － ２ ］ ，Ｆ１１９［ １ ， ３ ］ 等，其第一级风扇采用了双辐板轮盘结构， Ｔｒｅｎｔ１０００［ １ ， ４ ］ ，ＧＥ９０［ １ ， ５ － ６ ］等采用了三辐板轮盘结构，而 ＧＥ９０ － １１５Ｂ［ １ ， ５ ］ 更是采用了四辐板轮盘结构．采用多辐板轮盘结构是减轻风扇盘质量的有效方式之一．本文基于 ＡＮＳＹＳ优化平台，以风扇盘的减质作为优化目标，以轮盘设计准则 ［７ － ８ ］ 所规定的关键应力约束作为状态变量，选出若干确定轮盘子午面形状的关键尺寸参数作为设计变量，利用ＡＮＳＹＳ参数化设计语言（ ＡＰＤＬ ）［ ９ － １０ ］ 编制风扇盘优化设计程序，并以典型风扇盘为例，分别进行单辐板和多辐板结构的风扇盘优化设计分析，以说明多辐板风扇盘结构的优势，以及多辐板风扇盘结构优化设计的方法技术．

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