一种约束阻尼航空发动机叶片的拓扑优化方法

标题：一种约束阻尼航空发动机叶片的拓扑优化方法

摘要：一种约束阻尼航空发动机叶片的拓扑优化方法，采用轻质铝箔作为约束材料，在航空发动机叶片表面上依次粘贴粘弹性材料和约束材料，对叶片进行约束阻尼处理，建立约束阻尼叶片的有限元模型；根据约束阻尼叶片的有限元模型，对约束阻尼叶片进行模态分析，采用独立网格滤波技术对约束阻尼胞单元的灵敏度进行滤波；采用渐进优化算法，求解优化模型，编制优化程序，搜寻约束阻尼材料在叶片上的最优布局，并对优化布局进行裁剪和规整，以适合工程应用。本发明的优点实现了以最小的阻尼材料附加质量，达到最大的航空发动机叶片阻尼减振效果的目标，使航空发动机叶片的振动应力显著下降，提高了叶片抗疲劳损伤的能力。

申请号：CN201410805697.X

申请日：2014/12/19

申请人：中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所; 重庆大学

首项权利要求：一种约束阻尼航空发动机叶片的拓扑优化方法，其特征在于：所述的约束阻尼航空发动机叶片的拓扑优化方法，采用轻质铝箔作为约束材料，在航空发动机叶片表面上依次粘贴粘弹性材料和约束材料，对叶片进行约束阻尼处理，建立约束阻尼叶片的有限元模型；确定优化的目标阶次和约束阻尼材料使用量，建立约束阻尼叶片的拓扑优化模型：find : xi, i=1, 2…nmin : η r, r=1, 2, 3.s.t : Σ i=1nxiMi-M*≤ 00≤ xi≤ 1, i=1, …n其中，xi为设计变量，ηr为r阶的模态损耗因子，Mi为约束阻尼胞单元的质量，M*为约束阻尼材料的使用量；根据约束阻尼叶片的有限元模型，对约束阻尼叶片进行模态分析，采用灵敏度分析方法，计算每个约束阻尼胞单元的模态损耗因子灵敏度，采用独立网格滤波技术对约束阻尼胞单元的灵敏度进行滤波；采用渐进优化算法，求解优化模型，编制优化程序，搜寻约束阻尼材料在叶片上的最优布局，并对优化布局进行裁剪和规整，以适合工程应用。

专利类型：发明申请