航空发动机整体叶盘结构刚度的多目标优化

针对航空发动机多级整体叶盘结构在工作过程中变形过大的问题,以参数化结构的多目标优化数学模型为基础,对代理模型生成的响应面进行遗传算法寻优,获取控制条件下的最佳刚度结构,并根据响应面的局部敏感度结果改进了结构方案。结果表明:运用多目标遗传算法能够有效实现多级整体叶盘的刚度优化,最终在控制质量仅增加10.5%的前提下,使最大轴向变形减小28.8%,最大总变形减小1 5.8%;提出的改进结构方案有效改善了结构的抗变形能力,进一步提高了结构的刚度优化潜力。     

离心叶轮二元叶片型线的优化设计及分析

为改善优化离心叶轮的气动性能,提出离心叶轮二元叶片型线的一种优化设计方法,即通过给定流道平均相对速度沿半径的分布规律,在叶轮轮盘轮盖线不变的前提下,设计出一类叶片型线,并利用全三维数值模拟计算得到最佳性能的叶轮。孤立叶轮的计算表明,大部分工况的性能均明显优于原始叶轮,在设计点处效率提高12%,压升提高8.9%,流道中低速区的面积大大减小,静压场分布更加均匀。最佳叶轮配上原始蜗壳进行整机计算,结果表明,设计点效率提高10%以上,且消除了蜗壳出口段的倒流现象,但在大流量工况下压升量有所下降。     

轴流转子梯形周向槽处理机匣的扩稳分析

为研究不同子午截面形状周向槽的扩稳效果,针对跨声速转子Rotor 67设计了两种梯形周向槽和一种常规等宽周向槽.通过数值模拟,设计转速下带周向槽转子的综合稳定裕度从原始的5.895%均提高到20%以上,其中正梯形槽的扩稳效果最好.周向槽改善了叶片的载荷分布,总体提高了叶片的加功量.对比各种周向槽内部流动状态表明:上游3个槽的贡献率占主要地位,正梯形槽相对扩稳贡献最大.      

正态分布规律下尺寸链设计分析

为了提供尺寸链评判的量化依据、优化尺寸链关联尺寸的设计、降低零件加工成本,提出了一种新的基于正态分布规律的概率法尺寸链设计方法。通过概率法分析可知尺寸在设计公差范围内的分布规律服从正态分布,推导出在尺寸链中封闭环也服从正态分布,从而得出封闭环在设计要求区间内的概率值,进而评判机械装配中的间隙、干涉等是否具有合理性。结果表明：该尺寸链设计法可根据封闭环在设计要求区间的实际情况以概率值进行量化,从而使尺寸链设计的评判更加具体化;封闭环的区间概率值与尺寸链中的组成环可进行关联,因而对组成环的各零件尺寸进行调整优化,以提高封闭环的区间概率;对封闭环区间概率过低的情况,给出了在尺寸链中增加调整垫的设计方法和原则。