中国科技信息2023年第8期·CHINASCIENCEANDTECHNOLOGYINFORMATIONApr.2023-44-◎航空航天测量耙作为航空发动机进气道/发动机相容性试验的关键测量设备，主要测量流道内各截面的温度、压力参数，包含耙体结构和安装于对应位置的传感器。在测量耙研制时，需要考虑耙体阻塞面积对发动机工作的影响，需要首先对测量耙气动外形进行设计。同时，测量耙通常安装于发动机流道内，此处进气流压力高、温差大，其结构强度直接影响到试飞安全。因此，测量耙结构在气动外形、测点位置均确定的情况下，还需满足强度、模态、重量等方面的要求，同时满足多方面要求，对测量耙结构设计提出了较高的要求。目前测量耙设计流程通常需要先依据测点位置、流道阻塞比、安装位置等因素，综合考虑加工及装配工艺性进行结构设计；然后再对结构进行仿真计算校核，下一步制造出样件进行静加载、振动等试验考核，若不满足要求，则再返回设计步骤进行尺寸、结构的调整。设计和校核反复迭代的过程需要消耗大量时间与精力。针对测量耙的设计及力学性能分析方法，许多学者均开展过研究，在航空发动机测量耙的结构设计方法、强度校核试验方法、对发动机进气畸变的影响等许多方面均取得了一定的成果。拓扑优化技术是一种在初始拓扑结构未知条件下，寻找材料空间最佳传力路径，设计满足约束条件的最优材料布置形式和结构轻量化的优化方法。材料科学和制造工艺的迅猛发展为这种设计方法的实现及应用提供了保障，目前拓扑优化方法已达到实用阶段，具有完整的设计体系，在航空、汽车、建筑等领域的轻量化结构设计问题上均有广泛的应用。因此，本文针对航空发动机测量耙结构设计流程繁琐、迭代周期长的问题，研究其结构的拓扑优化方法，以提高设计效率与测量耙的力学性能。拓扑优化基本原理拓扑优化技术是一种近年来受到广泛关注的结构优化方法。在结构的几何形状未知的前提下，选定一个材料区域作为设计空间，通过计算载荷、应力、变形等力学特征，再通过优化计算，确定一个最佳的拓扑形式，使结构的最终设计更合理、高效，力学性能最优。拓扑优化技术分为离散体和连续体拓扑优化，其中，近年来随着计算机技术的快速发展，针对连续体结构拓扑优化的研究越来越深入，理论方法及工程实践也越来越成熟，其也被广泛应用在诸多领域。连续体结构拓扑优化技术融合了计算力学、应用数学和优化理论多领域的研究成果，在此基础上随着时代的发展还进一步将人行业曲线开放度创新度生态度互交度持续度可...
