高壓渦輪機(jī)匣典型結(jié)構(gòu)熱固耦合優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、發(fā)動機(jī)機(jī)匣設(shè)計中，主要依靠恰當(dāng)?shù)臋C(jī)匣結(jié)構(gòu)和冷卻流路設(shè)計來控制轉(zhuǎn)子部件和機(jī)匣的徑向位移，從而達(dá)到控制葉尖間隙的目的。機(jī)匣典型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計是機(jī)匣結(jié)構(gòu)設(shè)計中必不可少的一環(huán)。
　　本文針對高壓渦輪機(jī)匣軸對稱模型熱固耦合單目標(biāo)以及多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計方法進(jìn)行了研究，主包括以下三個方面的內(nèi)容：
　　（1）采用實驗技術(shù)對高壓渦輪機(jī)匣熱固耦合分析方法進(jìn)行驗證，搭建相應(yīng)試驗臺，獲得模擬機(jī)匣熱變形以及溫度分布。針對實驗工況下的模擬機(jī)匣進(jìn)行熱固耦合有

2、限元分析，并對試驗實測變形量和仿真變形量進(jìn)行對比，結(jié)果表明：文中高壓渦輪機(jī)匣熱固耦合分析方法得到的溫度及熱變形精度基本符合工程應(yīng)用要求。
　?。?）建立基于UG表達(dá)式文件EXP驅(qū)動的高壓渦輪機(jī)匣軸對稱參數(shù)化模型，針對高壓渦輪機(jī)匣軸對稱參數(shù)化模型進(jìn)行了熱固耦合有限元分析，并對結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了靈敏度分析，基于靈敏度分析結(jié)果開展了高壓渦輪機(jī)匣軸對稱模型熱固耦合單目標(biāo)及多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)化結(jié)果表明：經(jīng)過單目標(biāo)優(yōu)化之后，掛鉤處徑向平均位移值減

3、小9.85％；經(jīng)過多目標(biāo)優(yōu)化后機(jī)匣等效質(zhì)量減輕4.54%，掛鉤處徑向平均位移值減小8.90%；跟單目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計法相比，多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計更符合航空發(fā)動機(jī)設(shè)計需要。
　?。?）采用響應(yīng)面模型、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型以及Kriging模型構(gòu)建了高壓渦輪機(jī)匣熱固耦合優(yōu)化近似模型，對近似模型設(shè)置參數(shù)與預(yù)測精度之間關(guān)系進(jìn)行研究，并利用近似模型對高壓渦輪機(jī)匣模型進(jìn)行了近似優(yōu)化，結(jié)果表明：應(yīng)用的三種近似模型均能夠達(dá)到實際模型的優(yōu)化效果，單目標(biāo)優(yōu)化選擇基于