高壓渦輪機匣典型結(jié)構(gòu)熱固耦合優(yōu)化設計.pdf

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

2、限元分析，并對試驗實測變形量和仿真變形量進行對比，結(jié)果表明：文中高壓渦輪機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用要求。
　?。?）建立基于UG表達式文件EXP驅(qū)動的高壓渦輪機匣軸對稱參數(shù)化模型，針對高壓渦輪機匣軸對稱參數(shù)化模型進行了熱固耦合有限元分析，并對結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了靈敏度分析，基于靈敏度分析結(jié)果開展了高壓渦輪機匣軸對稱模型熱固耦合單目標及多目標優(yōu)化設計，優(yōu)化結(jié)果表明：經(jīng)過單目標優(yōu)化之后，掛鉤處徑向平均位移值減

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