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题名CMC S弯喷管材料-结构多尺度优化设计研究
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作者
戎乐
黄盛
杨晗
姜卓群
周莉
王占学
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机构
西北工业大学动力与能源学院
中国航发四川燃气涡轮研究院
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期194-204,共11页
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基金
航空发动机及燃气轮机基础科学中心项目(P2022-DC-Ⅰ-002-001,P2022-B-Ⅰ-002-001,P2022-B-Ⅱ-010-001)
国家自然科学基金(52076180)
+2 种基金
陕西省杰出青年科学基金(2021JC-10)
国家科技重大专项(J2019-Ⅱ-0015-0036)
中央高校基本科研业务费专项资金(D5000210125)。
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文摘
S弯喷管作为大尺寸薄壁结构,在多场耦合作用下有着复杂的整体和局部刚度特性。本文针对S弯喷管变形特征,提出一种基于陶瓷基复合材料(CMC)的S弯喷管连续筋条加强结构,可以有效抑制S弯喷管的整体变形和局部变形。与GH4169合金相比,CMC材料可以降低S弯喷管45.31%的变形量,同时减重62.77%,在此基础上,采用连续筋条加强结构可以进一步降低CMC S弯喷管43.15%的变形量。基于代理模型和差分进化算法,以CMC材料筋条加强S弯喷管的结构质量为目标,以CMC材料细观编织结构中的经/纬纱比例以及喷管宏观结构中的分区域壁厚和加强筋尺寸为优化变量,开展了材料-结构多尺度优化,在相同的刚度指标要求下进一步优化减重26.21%。
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关键词
陶瓷基复合材料
S弯喷管
筋条加强结构
变形抑制
多尺度优化
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Keywords
Ceramic matrix composites
Serpentine nozzle
Rib-reinforcement structure
Deformation suppression
Multi-scale optimization
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分类号
V235.13
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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