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安世亚太:基于ANSYS的涡轴发动机组合压气机转子参数化仿真系统开发
发表时间:2006-12-27 南京航空航天大学能源与动力学院 纪福森 吴铁鹰 陈伟   来源:安世亚太
关键字:涡轴发动机 组合压气机 整体叶盘 参数化设计分析 
本文分析了航空涡轴发动机组合压气机转子的结构特点和设计特点,并将近年来广泛提及的参数化设计思想引入到组合压气机的设计分析中,利用ANSYS提供的APDL(ANSYS Parametric Design Language)和UIDL(User Interface Design Language)开发工具,开发了涡轴发动机组合压气机参数化有限元分析系统。实现了某涡轴发动机组合压气机转子各级叶片、各级轮盘、各级叶盘以及整级组件的全参数驱动的有限元建模及分析。

图5轴流轮盘参数化有限元分析模型


      
图6轴流叶盘参数化有限元分析模型

图7 轴流叶盘参数化有限元分析等效应力


          
图8组合压气机转子参数化有限元分析模型

图9 参数化有限元分析等效应力

    6 结论

    (1)将参数化设计思想引入到涡轴发动机组合压气机整体叶盘的设计分析中,设计人员每次只需调整具体结构参数及有限元分析参数,进行有限元计算。而无需进行重复建模,这样,节省了大量时间,可以缩短组合压气机的设计周期。

    (2)参数化设计思想引入,使得设计人员,可以根据设计要求对各分结构进行有限元分析,如各级叶片、各级轮盘、各级叶盘等的有限元分析。

    (3)在基于结构参数化的基础上,设计人员可以方便的进行结构的2D/3D优化设计。

    (4)随着我们各种结构形式叶盘参数化模型库的丰富,设计人员只需根据设计要求选择某种结构,进行参数调整,即可组合成整个压气机进行分析,可以实现设计分析的半自动化。

    [参考文献]

[1] 王 坚,黄金国,向文等.参数化特征造型系统FMT[J].高技术通讯,1994.(7).
[2] 平雪良,朱广平,周来水.一种新的参数化设计方法[J].东南大学学报,1997.27(5).
[3] 陈德人.参数化设计模型与方法[J].浙江大学学报,1995.29(2).
[4] 陈 伟,何 飞,温卫东.基于结构参数化的有限元分析方法[J].机械科学与技术,2003.6.
[5] 黄菊花等.材料成形计算机模拟中的参数化有限元法[J].中国机械工程,2003.1.
[6] 航空发动机设计手册(压气机分册).北京:航空工业出版社,2000.
[7] 马 枚等.并行工程环境下基于约束的叶盘结构建模与分析[J].航空动力学报,1998.10.

    注:本稿件来自安世亚太10周年优秀论文。

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