基于封严间隙的涡轮盘篦齿综合优化设计

论文摘要

为了降低涡轮盘级间封严发生碰摩的风险,同时保证封严效率不降低和涡轮盘质量不增大,对涡轮盘结构进行优化设计。利用有限元法对稳态下涡轮篦齿径向间隙进行确定性分析,结果表明:3道篦齿的间隙不同;以灵敏度分析的方式确定影响篦齿间隙与涡轮盘质量的关键尺寸,并将其作为优化的设计变量;综合考虑载荷、材料性能、尺寸参数的不确定性和转子不平衡振动进行间隙概率分析,发现第3道篦齿有碰摩的风险;建立以减小前2道篦齿间隙、增大第3道篦齿间隙和不增加涡轮盘质量为约束条件的综合优化模型,并用NSGA-II算法进行计算。优化结果表明:篦齿发生碰摩的风险降低了99.07%,涡轮盘质量减小了0.73%,在不同压比下流量系数减小了5.39%～6.01%,证明该综合优化方法可行。

论文目录

• 0 引言
• 1 稳态篦齿间隙计算
•   1.1 篦齿间隙确定性计算
•   1.2 结构尺寸灵敏度分析
•   1.3 篦齿间隙概率分析
• 2 综合优化设计
•   2.1 NS GA-II算法
•   2.2 综合优化模型
•   2.3 封严效果分析
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 陈志英,汪宇峰,刘勇,赵连鹏

关键词: 优化设计,航空发动机,涡轮盘,篦齿封严,概率分析,多目标综合优化,流量系数

来源: 航空发动机 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 航空航天科学与工程

单位: 北京航空航天大学能源与动力工程学院

基金: 国家自然科学基金(51575024)资助

分类号: V232.3

DOI: 10.13477/j.cnki.aeroengine.2019.05.004

页码: 19-25

总页数: 7

文件大小: 1511K

下载量: 108