[發(fā)明專利]一種發(fā)動機外部支架優(yōu)化設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410789222.6
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN105718621B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王鳳;李洪軍;史志勇;劉洪波;李盈建
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司沈陽發(fā)動機設(shè)計研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 21001 沈陽晨創(chuàng)科技專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 任玉龍

1.一種發(fā)動機外部支架優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于：所述發(fā)動機外部支架應(yīng)用于航空發(fā)動機，該方法采用航空發(fā)動機支架強度校核準(zhǔn)則，所述航空發(fā)動機支架強度校核準(zhǔn)則是將靜強度評估準(zhǔn)則和疲勞強度校核準(zhǔn)則相結(jié)合，

所述靜強度評估準(zhǔn)則為：

屈服安全系數(shù)：

極限安全系數(shù)：

其中，σeq是仿真計算得到的最大當(dāng)量應(yīng)力，所述屈服安全系數(shù)為1.2、所述極限安全系數(shù)為1.5是航空發(fā)動機支架設(shè)計的最小專用靜強度儲備系數(shù)；

所述疲勞強度校核準(zhǔn)則為：

利用航空發(fā)動機高壓轉(zhuǎn)子極限轉(zhuǎn)速計算出發(fā)動機最大工作轉(zhuǎn)速頻率；對發(fā)動機支架模態(tài)的固有頻率進(jìn)行分析，要求發(fā)動機支架的第1階固有頻率在所述發(fā)動機最大工作轉(zhuǎn)速頻率的1.25倍以上，以避免支架工作過程中與航空發(fā)動機產(chǎn)生共振，減少支架產(chǎn)生疲勞破環(huán)的可能性；其中所述的1.25倍是航空發(fā)動機支架的最小專用疲勞強度儲備系數(shù)；

所述的發(fā)動機外部支架優(yōu)化設(shè)計方法的設(shè)計過程如下：

步驟一、設(shè)計輸入：首先，按照支架在發(fā)動機上的擺放位置及要求實現(xiàn)的支撐功能和接口，設(shè)計一個支架的三維最大實體輪廓；

步驟二、方案設(shè)計：對所述三維最大實體輪廓進(jìn)行方案設(shè)計階段的拓?fù)浞治觯瑒?chuàng)建約束，施加載荷，設(shè)置優(yōu)化約束參數(shù)為最大許用應(yīng)力，設(shè)置質(zhì)量減重目標(biāo)，通過拓?fù)鋬?yōu)化，得到力的傳遞路徑；

步驟三、技術(shù)設(shè)計：按照所述拓?fù)鋬?yōu)化的結(jié)果對所述三維最大實體輪廓進(jìn)行材料去除，保留傳力路徑上的材料布局，形成技術(shù)設(shè)計階段的支架外形；

步驟四、詳細(xì)設(shè)計：取支架外形尺寸和厚度參數(shù)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，設(shè)置應(yīng)力為優(yōu)化目標(biāo)，質(zhì)量最小為約束條件；

步驟五、強度校核：對詳細(xì)設(shè)計后的支架進(jìn)行靜強度和模態(tài)計算；按照所述支架強度校核準(zhǔn)則，首先采用所述靜強度評估準(zhǔn)則進(jìn)行靜強度校核，如果滿足屈服安全系數(shù)不小于1.2和極限安全系數(shù)不小于1.5則繼續(xù)進(jìn)行疲勞強度校核，如果不滿足以上條件則需要修改詳細(xì)設(shè)計的支架模型重新進(jìn)行所述靜強度校核，所述靜強度校核通過后進(jìn)行疲勞強度校核，如果滿足支架的第1階固有頻率在發(fā)動機最高工作轉(zhuǎn)速頻率的1.25倍以上時則繼續(xù)進(jìn)行下一步，如果不滿足則重新進(jìn)行模型的詳細(xì)設(shè)計；

步驟六、判定：滿足強度要求且強度儲備系數(shù)不過大時完成設(shè)計，輸出工程圖樣；不滿足要求，重新進(jìn)行設(shè)計迭代。