航空发动机用W形金属封严环结构优化设计

作     者：李伟平 王立功 贾占举 单喜乐 LI Weiping;WANG Ligong;JIA Zhanju;SHAN Xile

作者机构：湖南大学机械与运载工程学院湖南长沙410082 

出 版 物：《润滑与密封》 (Lubrication Engineering)

年 卷 期：2019年第44卷第3期

页      面：12-16页

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：湖南省自然科学基金项目(2015JJ2029) 

主　　题：W形金属封严环 航空发动机 接触应力 优化设计 

摘      要：为提高航空发动机W形金属封严环的密封性能,以某W形金属封严环为研究对象,建立金属封严环二维轴对称有限元模型,通过轴向刚度仿真与试验验证了仿真模型的正确性。利用ANSYS软件APDL语言和参数化技术对金属封严环结构尺寸进行参数化建模,以增大封严环与法兰间的接触应力为目标,利用ANSYS零阶优化算法对金属封严环进行结构参数优化,得到了其最优截面尺寸。结果表明:优化后W形金属封严环壁厚和波高有所减小,而最大接触应力提高了8.8%,最大Von-Mises应力降低了4.3%,因而可提升金属封严环密封性能和使用寿命;优化后W形金属封严环轴向刚度仅降低3.2%,对其力学性能影响不大。