基于SIMP与折衷规划法的航空附件齿轮箱结构轻量化设计与动态特性提升
航空发动机附件齿轮箱作为动力传递系统的关键部件,其箱体结构设计直接影响发动机的功率密度、可靠性及振动特性。针对传统经验设计方法难以满足高刚度、轻量化及高动态性能要求的挑战,本文提出了一种基于折衷规划法的多目标拓扑优化方法。通过集成静态刚度与动态频率双重要求,建立以加权柔度最小化和加权模态特征值最大化为目标函数的优化模型,综合考虑多种典型工况与约束条件。研究结果表明,优化后的箱体结构在满足强度要求的前提下,实现了质量显著降低与动态性能全面提升,为航空发动机传动系统的轻量化设计提供了有效的理论依据与方法支持。
一、航空发动机附件齿轮箱技术分析
航空发动机附件齿轮箱是动力传递系统中的核心部件,承担