杨雨晨 金海良 陈璇

(中国航发湖南动力机械研究所，湖南中小型航空发动机叶轮机械重点实验室，湖南株洲 412002)

对于航空发动机压气机结构，往往需要尽可能地减小其静子流道与转子叶尖的间隙，这不仅仅是为了减少气动泄露提高效率的需要，也成为设计与实际匹配的关键影响参数[1]。但随着离心叶轮的设计向着切线速度更高压比更大的方向发展，离心叶轮所受流道内气动载荷与离心力载荷也越来越大，在叶轮材料给定的基础上，离心叶轮的变形也更大，一旦工作中有转静子碰磨，很容易造成安全事故。因此，发展一种压气机离心叶轮结构变形优化方法具有重要的工程应用价值。

针对离心叶轮结构优化，目前国内的研究重点在对应力分布的优化。蔡显新等[2]运用改进的耦合分析数学模型对叶轮应力分布进行了优化。李可可[3]用自行开发的多学科设计优化软件对离心叶轮轮盘进行了形状优化设计，降低了轮盘的最高应力，减轻了重量。陈鼎新等[4]以结构质量与结构应力指标为优化目标，提出一种基于代理模型―遗传算法的离心叶轮结构设计参数全面优化方法。在实际工作中，叶轮的变形对于压气机性能、工作安全的影响也较大。

本文基于ANSYS-Workbench平台，针对压气机离心叶轮的结构特征，提出一种基于流固热耦合的压气机离心结构叶轮变形优化方法。将参数化的离心叶轮在耦合信息传递的基础上依次开展气动、强度、变形分析；……