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目前封严盘与挡板一体式结构已经被广泛应用在国内外先进航空发动机中,说明该结构优势非常明显,所以对封严盘与挡板一体式结构设计技术研究非常必要。本文以封严盘与挡板一体式结构为研究对象,探讨一体式结构设计应遵循的准则,开展变形协调分析和优化设计研究,课题研究内容对工程实际具有重要的指导意义。主要的研究内容和成果如下:(1)参考CFM56系列发动机结构,研究非一体化和一体化装配结构的应力、变形特点,了解封严盘与挡板一体式结构设计优势,探讨封严盘与挡板一体式结构设计原理与准则,为封严盘与挡板一体式结构设计提供理论指导与参考,同时为优化设计寻找可行方向。(2)针对封严盘与挡板一体式结构,详细分析了螺栓连接的过盈值、双圆柱面定心配合面应力值、挡板凸台配合紧度、装拆工艺等方面设计尺寸和一体式结构的设计参考准则关系,为探究结构设计参考准则和优化奠定了基础。(3)开展封严盘与挡板一体式结构的变形协调分析,研究了装配应力随转速变化规律,提出合理配合公差的选取原则和结构设计参考准则,完成配合面装配公差的选取,研究结果对工程实际具有理论指导意义。(4)依据结构设计参考准则研究结果,利用MATLAB和APDL编程语言完成了封严盘与挡板一体式结构优化设计的软件开发,实现一体式结构的参数化设计,可视化界面友好,软件具有应力计算和多圆弧段及样条插值优化设计等功能,可用于实际工程设计。(5)利用结构优化设计软件,采用多圆弧段和样条差值的方法,对封严盘与挡板一体式结构进行优化设计,改善了应力分布,研究结果表明:本文研究方法与设计软件可实现封严盘与挡板一体式结构参数化与优化设计。本文对封严盘与挡板一体式结构设计和优化设计方面的研究成果,对封严盘与挡板一体式结构设计具有工程实际指导意义,编制出的软件可用于封严盘与挡板一体式结构设计。