航空发动机风扇叶片冲击加强轻量化设计

【类型】期刊

【作者】柴象海 张执南 阎军 刘传欣  

【刊名】上海交通大学学报

【关键词】 轻量化设计,航空发动机,宽弦风扇叶片,3D打印,拓扑优化

【摘要】以提高风扇叶片抗冲击性能为目标,以空心率为约束条件,进行风扇叶片创新构型设计优化,并通过试验件加工和性能评估,验证所设计方案的合理性.建立了瞬态冲击载荷静力学等效方法,获取了风扇叶片在工作状态下能够有效抵抗鸟撞冲击载荷的最优质量分布.基于优化结果,建立了低质量、高抗冲击性能的风扇叶片几何构型.通过3D打印风扇叶片优化构型试验件,进行加工工艺可行性和优化构型试验件的力学性能评估,验证了优化设计方案的工艺可实现性、静力性能和抗鸟撞性能.结果表明:上述优化方法的建立能够为航空发动机空心风扇叶片设计提供可行的技术手段,使得叶片空心率提高到45%以上,并显著提升叶片抗冲击性能.

【年份】2021

【作者单位】中国航发商用航空发动机有限责任公司;中国航空研究院上海分院;上海交通大学机械与动力工程学院;大连理工大学工业装备与结构分析国家重点实验室;

【期号】02

【页码】186-192

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