面向增材制造的航空发动机外部系统支架拓扑优化设计

【类型】期刊

【作者】孟亮 仲明哲 李文彪 夏凉 高彤 朱继宏 张卫红  

【刊名】中国机械工程

【关键词】 多载荷工况,增材制造,拓扑优化,变密度法,外部系统支架

【摘要】分析了严酷载荷工况下航空发动机外部系统支架的力学性能，以两种极限载荷工况下的支架柔顺度为目标函数，采用增材制造材料横观各向同性模型，开展了面向增材制造的外部系统支架拓扑优化设计与性能校核。金属激光增材制造样件的力学试验表明：面向增材制造的支架设计较初始结构质量减小约15%,刚度增大约20%,一阶固有频率提高约15%,结构强度显著增大。该方案实现了1个外部系统支架、2个管路支架和4颗铆钉的一体化增材制造，有效提升了发动机装配质量和效率，顺利通过地面静载和发动机点火试验。

【年份】2022

【作者单位】陕西省空天结构技术重点实验室;西北工业大学机电学院;西北工业大学航宇材料一体化设计与增材制造装备技术国际联合研究中心;中国航发沈阳发动机研究所;华中科技大学机械科学与工程学院;

【期号】23

【页码】2822-2832