火焰筒支撐布局方案分析與優(yōu)化.pdf

1、火焰筒的工作環(huán)境極為惡劣，且為多孔薄壁結(jié)構(gòu)，工作過程中承受著復雜的熱載荷和機械載荷，會使火焰筒局部變形過大導致破壞，因此，在設(shè)計階段需對其強度與變形程度進行計算分析。本文針對目前國內(nèi)外使用廣泛的環(huán)形燃燒室火焰筒開展了如下研究工作：
　　（1）總結(jié)國內(nèi)外常見航空發(fā)動機燃燒室結(jié)構(gòu)形式，分析火焰筒的支撐布局形式，結(jié)合支承與定位部件的簡化方法，歸納了環(huán)形燃燒室的四種典型支撐布局形式。
　　（2）選定環(huán)形燃燒室火焰筒的幾何可調(diào)參數(shù)，使

2、用APDL語言在ANSYS中建立了三維火焰筒薄壁模型，分別施加邊界約束，模擬四種典型支撐布局形式。
　?。?）在有限元分析軟件ANSYS中驗證了使用殼單元代替體單元對薄壁結(jié)構(gòu)進行有限元計算的可行性；計算了承受軸向力載荷、壓差載荷與溫度載荷的環(huán)形燃燒室火焰筒的變形與應力，對比分析了四種典型支撐布局形式下火焰筒的軸向變形量，徑向變形量與筒體最大應力；在冷態(tài)下，計算了火焰筒的軸向拉伸剛度。
　?。?）采用多學科優(yōu)化設(shè)計軟件Isig

3、ht，使用試驗設(shè)計方法，分析了初始設(shè)計變量對目標貢獻率和影響程度，篩選得到六個最終優(yōu)化設(shè)計變量；采用AMGA多目標優(yōu)化算法，分別對不同支撐布局形式下的火焰筒進行了變形最小化、應力最小化、質(zhì)量最小化優(yōu)化設(shè)計，并對優(yōu)化設(shè)計結(jié)果進行了分析。
　?。?）使用MFC編制了環(huán)形火焰筒參數(shù)化建模分析與優(yōu)化平臺，實現(xiàn)幾何參數(shù)可調(diào)的快速建模，快速選擇邊界條件施加、載荷施加、結(jié)果輸出的有限元計算分析，以及優(yōu)化軟件的調(diào)用。
　　本文計算對比了四種