壁厚与外形耦合约束下空心叶片加工余量优化方法

作     者：殷浩林 万能 沈晓刚 王道 乔虎 YIN Haolin;WAN Neng;SHEN Xiaogang;WANG Dao;QIAO Hu

作者机构：西北工业大学机电学院西安710072 中国航发南方工业有限公司株洲412002 西安工业大学机电工程学院西安710021 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2023年第44卷第17期

页      面：287-298页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(52175435 51775445) 

主　　题：余量优化 空心叶片 拉普拉斯网格变形 约束耦合 自适应加工 

摘      要：针对宽弦空心风扇叶片余量分布不均匀甚至负余量的困难,提出了考虑壁厚与外形耦合约束的多层次余量优化方法。首先,获取外形在机测量结果后,利用拉普拉斯网格变形算法重构叶片毛坯曲面,据此在叶片机内测量允用时间内获得壁厚测量处精确的法矢。为了加工余量分布同时满足叶身壁厚和外形的设计要求,建立了耦合壁厚和外形的优化约束条件,提出了不同解空间的多层次余量优化变量,从而构建了不同优先级的余量优化模型。并且通过递进使用不同优化模型求解最优空心叶片余量分布。最后,以某型空心叶片为对象验证了所提方法的有效性,能保证加工余量、壁厚与外形耦合的公差约束,这为宽弦空心叶片智能余量优化提供了新方法。