飞机结构表面涂层的热应力拓扑优化

作者： 王明庆   来源： 装备制造技术 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 热应力   拓扑优化   表面涂层   飞机  

描述： 飞机结构表面涂层与机体结构零件之间的热膨胀系数的失配引起的残余应力影响着涂层的机械和物理性能。使用拓扑优化方法设计涂层和零件之间适当的界面形式,使整个结构的总应变能达到最小。优化结果可为不同尺寸零件的涂层设计提供参考。

民用飞机登机门铰链臂结构优化设计方法研究

作者： 张文斌   马大卫   来源： 民用飞机设计与研究 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 尺寸优化   铰链臂   拓扑优化   优化设计  

描述： 民用飞机登机门为了满足应急逃生需求,舱门开关需平稳,不能出现明显晃动。登机门铰链臂作为舱门开关过程中的重要连接结构,刚度要求很高,同时作为多个机构的连接界面,载荷工况种类繁多。针对登机门铰链臂结构的设计,提出了较为全面的设计优化流程方法,包含设计空间的定义、载荷及约束、几何重构步骤和强度校核。结合工程经验、拓扑优化以及厚度尺寸优化,能在少量的设计迭代次数下确定铰链臂的外形及尺寸,减少了铰链臂设计周期,实现铰链臂的轻量化设计,同时结构满足强度、刚度、功能性的要求。对于设计中的关键参数的定义和设置,结合工程经验给出建议,形成的通用方法可以推广至多功能,高刚度要求结构,为类似结构的设计提供了参考模板。

飞机主动侧杆机架振动特性分析与结构优化

作者： 呼斯乐图   段富海   来进勇   安玮   来源： 机电工程技术 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 飞机主动侧杆   随机振动分析   模态分析   拓扑优化  

描述： 侧杆机架是飞机侧杆操纵装置的重要组件,振动疲劳是其结构失效的主要因素。为提高侧杆机架的抗振性和稳定性,并减轻重量,利用有限元分析方法对某型电传飞机主动式侧杆机架进行了模态分析和随机振动的加速度功率谱密度模拟分析。首先运用三维软件CATIA建立侧杆机架CAD模型;其次通过工程分析软件ANSYS Workbench对其进行了振动模态与随机振动分析,获得了侧杆机架不同阶数的固有频率、振型以及振动应力分布云图;最后对其进行拓扑优化分析,得到了机架的最佳重量。实现了机架在满足振动特性要求前提下结构优化和减轻重量,可为下一步的改进设计与试验研究提供支撑。

考虑热、弹、流耦合的航空发动机齿轮箱壳体拓扑优化分析

作者： 牟佳信   邢彬   郭梅   乔恒稳   王秋菊   来源： 机械传动 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   齿轮箱   拓扑优化   变密度法  

描述： 对比分析。结果表明,优化后的壳体质量由5.53 kg下降到5.107 kg,减重7.64%;壳体最大变形由0.173 1 mm下降到0.12 7 mm,变形减小26.6%;壳体最大等效应力由124

航空发动机风扇叶片冲击加强轻量化设计

作者： 柴象海   张执南   阎军   刘传欣   来源： 上海交通大学学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 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  

描述： 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.

基于激光选区熔化的航空发动机喷嘴减重设计及制造技术研究

作者： 杜宝瑞   姚俊   郑会龙   于浩   林宏杰   丁若晨   来源： 航空制造技术 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 喷嘴   增材制造   拓扑优化   点阵结构   激光选区熔化  

描述： 航空发动机喷嘴是影响燃烧性能的关键部件,其组件众多、结构复杂,尤其内部流道加工困难,导致制造周期长、成本高。然而,作为非主承力件的喷嘴非常适用于激光选区熔化制造技术(SLM),这得益于激光选区熔化加工精度高,自由成形能力强,材料组织致密度高。基于SLM可实现自由制造的技术优势,首先对喷嘴的壳体组件进行了一体化设计,并进行了受力分析和拓扑优化,然后采用SLM打印了成形件,经过测量,可获得13.5%的轻量化效果,打印误差小于0.2mm,满足局部精加工的余量要求,随炉试件力学性能达到传统铸锻件水平。SLM简化了喷嘴的加工工序,缩短了制造周期,流道成形精度高,达到了减轻重量和改善性能的目的。

基于激光选区熔化的航空发动机喷嘴减重设计及制造技术研究

作者： 杜宝瑞   姚俊   郑会龙   于浩   林宏杰   丁若晨   来源： 航空制造技术 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 喷嘴   增材制造   拓扑优化   点阵结构   激光选区熔化  

描述： 航空发动机喷嘴是影响燃烧性能的关键部件,其组件众多、结构复杂,尤其内部流道加工困难,导致制造周期长、成本高。然而,作为非主承力件的喷嘴非常适用于激光选区熔化制造技术(SLM),这得益于激光选区熔化加工精度高,自由成形能力强,材料组织致密度高。基于SLM可实现自由制造的技术优势,首先对喷嘴的壳体组件进行了一体化设计,并进行了受力分析和拓扑优化,然后采用SLM打印了成形件,经过测量,可获得13.5%的轻量化效果,打印误差小于0.2mm,满足局部精加工的余量要求,随炉试件力学性能达到传统铸锻件水平。SLM简化了喷嘴的加工工序,缩短了制造周期,流道成形精度高,达到了减轻重量和改善性能的目的。

航空发动机风扇叶片冲击加强轻量化设计

作者： 柴象海   张执南   阎军   刘传欣   来源： 上海交通大学学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 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  

描述： 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.

飞机气密结构布局优化分析

作者： 尹凯军   来源： 飞机设计 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 分级优化   尺寸优化   HyperWorks   气密平板   拓扑优化  

描述： 探讨飞机气密结构最佳布局问题,采用分级优化的方法。该方法共有2个阶段:第1个阶段为拓扑优化,确定纵横向骨架的个数与位置的最优布局;第2个阶段为尺寸优化,确定结构的具体参数和尺寸。以某一气密平板为研究

基于激光选区熔化的航空发动机喷嘴减重设计及制造技术研究

作者： 杜宝瑞   姚俊   郑会龙   于浩   林宏杰   丁若晨   来源： 航空制造技术 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 喷嘴   增材制造   拓扑优化   点阵结构   激光选区熔化  

描述： 航空发动机喷嘴是影响燃烧性能的关键部件,其组件众多、结构复杂,尤其内部流道加工困难,导致制造周期长、成本高。然而,作为非主承力件的喷嘴非常适用于激光选区熔化制造技术(SLM),这得益于激光选区熔化加工精度高,自由成形能力强,材料组织致密度高。基于SLM可实现自由制造的技术优势,首先对喷嘴的壳体组件进行了一体化设计,并进行了受力分析和拓扑优化,然后采用SLM打印了成形件,经过测量,可获得13.5%的轻量化效果,打印误差小于0.2mm,满足局部精加工的余量要求,随炉试件力学性能达到传统铸锻件水平。SLM简化了喷嘴的加工工序,缩短了制造周期,流道成形精度高,达到了减轻重量和改善性能的目的。