本项目以国防需求为背景,采用拓扑优化先进设计方法开展涡轮静子关键承力构件的结构布局设计机理研究,根据涡轮静子的(准)循环对称结构几何特征与热/力耦合复杂承力特点,充分考虑温度、重力、惯性力等设计相关性载荷效应,克服现有拓扑优化方法的局限性;通过循环对称结构的材料布局刚度设计与形状精细优化强度设计,达到关键承力部件的减重、结构紧凑、传力路径最优以及热变形协调等性能指标要求。项目研究成果为提出了循环对称结构的超单元子结构设计技术、非等体积有限单元的灵敏度密度计算新格式、设计相关性载荷匹配建模新方法,解决了弹性支撑形状优化设计关键问题,为复杂载荷工况下循环对称结构的布局设计建立了新思路,研究结果对摆脱传统设计模式、开展创新设计、指导工程实际应用具有重要的意义。累计发表学术期刊论文33篇,SCI 收录15篇,EI收录23篇;获国家发明专利1项,计算机软件著作登记权2项,所开发的设计软件提交给协作单位进行工程应用。同时,广泛开展国际学术交流与合作,主办国际会议一次,做国际学术会议大会特邀报告两次,培养研究生十名,获陕西省科学技术二等奖一项。
英文主题词turbine stator structure,layout optimization,thermo-mechanical problem, topology optimization, shape optimization