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涡扇发动机风扇级的性能对发动机的整体性能有着重要的影响,而风扇叶型又是影响风扇叶片气动、结构性能的最重要参数之一。传统的设计方法得到的叶片制造叶型在叶片工作过程中由于负载的作用会产生变形,使得叶片工作时偏离其最佳设计叶形。因此,考虑结构变形与空气动力交互作用的预变形设计分析方法对风扇叶片的设计研究十分重要。本文以NASA Rotor 67风扇叶片为研究对象,以ANSYS、NUMECA、MPCCI、UG软件为分析平台,展开叶片预变形设计研究。研究过程涉及叶片的气动性能分析、流固耦合分析、有限元分析、叶片预变形设计。具体研究内容如下:(1)由于UG软件强大的几何建模功能,本文充分利用UG CAD建模模块功能,采用自底向上的建模方式,完成了Rotor67风扇叶片工作叶型(原始热态叶型)的创建。创建的叶片模型将用于后续的气动分析、流固耦合分析及叶片的总变形分析。(2)基于流固耦合理论,综合运用ANSYS、NUMECA、MPCCI软件,完成了叶片的气动性能分析;在UG环境下,综合考虑离心力和气动力作用,完成了叶片的变形分析,得出叶片在工作过程中的总变形量。(3)使用C/C++语言编程,创建UG可识别的预变形前后叶片几何模型数据文件,将变形量反叠加到原始热态叶型上,得到预变形模型。(4)在预变形设计中,首先对预变形模型进行变形分析,得到预变形叶片叠加位移后的模型——预热态叶型;然后用预热态叶型与原始热态叶型的叶型差修正预变形模型,经过多次迭代计算,得到预热态叶型与原始热态叶型的最大叶型差为0.018178mm时的预变形模型;最后以校验预热态叶型气动性能的方式分析预变形模型设计的合理性。气动分析结果表明:预热态叶型较原始热态叶型的设计点流量偏差为1.74%,压比偏差为0.674%,效率偏差为1.229%,二者各项气动性能参数较为吻合,说明本文所设计的预热态叶型可以满足性能要求。通过对NASA Rotor 67风扇叶片的预变形设计,探索了一种叶片预变形设计的方法,同时初步得出了可以满足性能要求的预热态叶型与原始热态叶型的最大叶型差为0.018178mm,对后续的叶片预变形设计具有一定的参考价值。