[发明专利]航空发动机、静子导流组件及其设计方法

权利要求书

1.静子导流组件，包括外环件、内环件、蜂窝件以及设置在外环件和内环件的多个导流叶片，其特征在于，所述内环件、蜂窝件与所述多个导流叶片以增材制造工艺构造成一体，且叶片流道线以下从内环件外表面到蜂窝件之间的部分为内环空心结构，并填充内环支撑结构；

所述内环空心结构是以从内环外表面到蜂窝件之间部分为优化区间、以工作载荷为负载、以质量最小为性能指标做基频最大化拓扑优化的等强度构造，以使所述内环支撑结构包括沿周向离散分布的多个结构单元，各结构单元包括横向骨架以及在横向骨架的两侧径向延伸的支柱，所述支柱自所述横向骨架逐渐变粗。

2.如权利要求1所述的静子导流组件，其特征在于，所述外环件为内部空心结构，且内部填充有外环支撑结构。

3.如权利要求2所述的静子导流组件，其特征在于，所述外环支撑结构包括沿周向分布的多个柱状结构，以及在该多个柱状结构之间连续起伏的山丘状结构。

4.如权利要求2所述的静子导流组件，其特征在于，所述外环件是在装配载荷和/或工作载荷条件下以外环件中间部分为优化区间且以体积百分比为约束，做刚度最大化以及内部应力均匀化的拓扑优化的等强度结构。

5.如权利要求1所述的静子导流组件，其特征在于，所述增材制造工艺为激光选区熔化工艺。

6.一种静子导流组件的设计方法，该静子导流组件包括外环件、内环件、蜂窝件以及设置在外环件和内环件的多个导流叶片，其特征在于，将内环件、蜂窝件以及多个导流叶片设计成一体，并且在叶片流道线以下进行减重设计，在叶片流道线以下从内环件外表面到蜂窝件之间的部分设计内环空心结构，并填充内环支撑结构，从内环件外表面到蜂窝之间部分为优化区间、以工作载荷为负载、以质量最小为性能指标做基频最大化拓扑优化，以使所述内环支撑结构包括沿周向离散分布的多个结构单元，各结构单元包括横向骨架以及在横向骨架的两侧径向延伸的支柱，所述支柱自所述横向骨架逐渐变粗。

7.如权利要求6所述的设计方法，其特征在于，外环件的设计是在装配载荷和/或工作载荷条件下以外环件中间部分为优化区间且以体积百分比为约束，做刚度最大化以及内部应力均匀化的拓扑优化。

8.如权利要求6所述的设计方法，其特征在于，相对于内环件、蜂窝件以及多个导流叶片为分体的设计，增大蜂窝设计空间，以降低转子不平衡导致的转静子硬碰磨风险。

9.一种静子导流组件，其特征在于，按照如权利要求6至8中任一项所述的设计方法进行构造。

10.一种航空发动机，包括静子导流组件，其特征在于，所述静子导流组件为如权利要求1至5、9中任一项所述的静子导流组件。