基于拓扑优化的曲边轮廓锯齿叶冠结构设计

摘要

针对轻质异形冠结构设计问题,提出了基于结构强度和振动分析的锯齿叶冠轮廓切除原则,采用拓扑优化确定了锯齿叶冠2维切除线,通过有限元计算得出叶冠优化后对叶盘结构典型部位应力水平、振动特性的影响.静强度计算结果表明:叶冠优化后在叶身与上、下缘板连接处Von-Mises应力分别降低16.1％、5.6％,在叶冠"Z"形凹口处Von-Mises应力降低24.5％,去除的叶冠质量占叶片质量的2.4％;模态分析和谐响应分析结果表明:叶冠优化后对叶盘结构振动特性不产生负面影响,保证了叶冠的阻尼减振作用.