题目：骨架式中介机匣优化设计

航空发动机中介机匣是十分重要的传力构建合通道，往往承受着复杂的载荷，同时其相对于其它部件具有较大的质量，因此具有较大的轻量化潜力。航空发动机的轻量化设计是设计者一直以来的设计目标，要达成这一目的往往需要应用先进的结构或者材料。本文即研究应用骨架承力结构和复合材料来达到减轻中介机匣重量的目的。

       由于中介机匣具有复杂且多样的载荷条件，分析航空发动机的载荷谱并找出典型极限载荷组合形式就成为中介机匣强度分析的必要前提。为此，本文首先发展了利用分布式应力回馈区提取有效极限载荷组合的多载荷筛选技术。在此基础上，针对指定的中介机匣结构，提出了结构简化和假设原则，建立了有限元模型，研究了各种载荷参数下中介机匣受力/力矩的加载方法。基于通用有限元软件Optistuct/Radioss，以结构强度、刚度为约束条件，分别以最小加权应变能和最小总质量为设计目标，对中介机匣结构进行了拓扑优化设计，分析发两种优化目标的结果差异和选取原则。接着，将拓扑优化结果进行可制造化处理，并对处理后的结构进行了进一步地拓扑优化设计，得到由支架和支板组成的骨架式中介机匣结构。随后，又对该骨架结构进行了结构参数化和尺寸优化，得到了拓扑结构形式和结构尺寸最优的最终优化设计结果。计算和校核结果表明，在满足强度、刚度和稳定性约束条件前提下，该结构较优化前，重量下降了约百分之三十，达到了优化效果。

另一方面，本文开展了复合材料中介机匣结构的探索性研究。首先基于前面金属骨架式中界机匣的优化结果，研究了复合材料蒙皮+金属骨架中介机匣的结构设计。最后探讨了全复合材料中介机匣的优化设计方法。

       综上所述，本文提出了一种针对骨架式中介机匣结构的结构优化设计策略，可以作为对中介机匣骨架结构设计的指导。其次，本文对中介机匣危险载荷模式的选取方法进行了研究，可以使用这种方法筛选危险载荷模式以简化中介机匣强度分析计算。最后，本文对复合材料中介机匣设计的探索为今后对这一问题的研究做出了铺垫。