题目：涡轮典型装配结构的多学科优化 技术研究

航空发动机的设计是一项复杂的大系统工程，它涉及多学科、多技术领域以及多学科交叉的内容，并且随着学科的越来越多，专业分工越来越细，使得设计周期越来越长，开发成本越来越高。目前对于单学科单个部件的计算分析和优化设计已经比较成熟，但对发动机这个复杂的大系统工程，却很难建立起统一的分析和优化数学模型。因此需要一种高效的设计方法来满足复杂工程系统设计的要求。

应运而生的多学科设计优化技术就是解决由相互耦合的物理现象控制的、由若干不同的交互子系统构成的复杂工程系统设计的有效方法。而涡轮轴、涡轮盘和榫联接结构又是航空发动机十分重要的转子部件，承受着复杂的循环热载荷及机械载荷，其整个装配结构设计的合理性直接关系到转子部件的强度、寿命及可靠性，并极大地影响发动机的推重比。因此对其采用多学科优化设计进行系统深入地研究具有重要的理论意义和工程实用价值。

本文主要对多学科优化技术进行了分析和比较，并对MDO技术体系进行归纳总结，着重研究了协同优化方法的特点和要求。最后基于UG三维参数化建模方法和多学科变量耦合优化设计方法，将MDO技术和方法引入具有典型多学科特点的航空发动机涡轮装配结构的优化设计中，采用试验设计（DOE）技术，在iSIGHT环境下成功将UG和ANSYS进行集成并基于协同优化方法实现了涡轮盘轴以及涡轮盘榫联接结构装配体的多学科设计优化，从而有效改善了该涡轮盘轴和涡轮盘榫槽榫头装配体的结构性能，也对后续航空发动机这类复杂大系统的整机优化设计研究起到抛砖引玉的作用，具有较强的工程实用性。