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Isogeometric shape optimization method for vibration of variable section blade
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DOI：10.1016/j.ijmecsci.2025.110129.png)
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摘要
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一种准确高效的结构优化模型是改善叶片振动特性的实用方法。本文提出了一种基于等几何的结构优化方法，该方法使用控制点坐标作为旋转变截面叶片模型的最优设计变量。NURBS曲线的局部修改特性允许在不改变参数单元数量和质量的情况下调整叶片轮廓。通过集成离心力逐步求解方法和三维弹性理论，同时考虑离心剪切应力并忽略变形假设，首次建立了旋转变截面叶片的振动求解模型，以确定叶片优化的目标函数。通过与有限元方法（FEM）的数值数据和模态实验结果进行比较，验证了当前振动建模方法的准确性和有效性。利用坎贝尔图确定了安全运行范围，以避免在某些转速下发生共振。随后将此约束应用于寻找叶片的最优轻量化形状。最后，研究了不同转速、约束条件以及设计变量变化范围对结构优化结果的影响。该方法可通过改变几何设计参数自动执行广泛分析，从而显著提高叶片优化设计的效率，并为叶片优化设计提供了一种新思路。
Keyword:
Isogeometric shape optimization
Vibration analysis
Variable section blade
Rotating speed
Control point coordinates
Avoid resonance
期刊
IF:
9.4
论文数:
1.0W
被引数:
4.5W
机构
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