基于BESO算法的涡轮盘拓扑优化

涡轮盘作为航空发动机的核心部件之一，其轻量化设计对航空发动机效率提升至关重要。基于双向渐进结构优化算法（bidirectional evolutionary structural optimization,BESO）拓扑优化模型，使用灵敏度过滤的方法抑制棋盘格现象，用ANSYS的参数化设计语言（ANSYS parametric design language,APDL）编写拓扑优化程序，对离心载荷作用下的涡轮盘进行结构优化，并通过施加叶片等效载荷的方式，考虑叶片对于优化结果的影响。结果表明，使用编写的算法进行拓扑优化迭代步数减少，显著提升优化效率，在减重26%的条件下，拓扑出的新的结构模型结构总应变能降低48%，结构刚度提升，最大等效应力降低25%且应变能和应力分布更均匀合理。