燃機(jī)機(jī)匣的熱力耦合分析及優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)匣是燃?xì)廨啓C(jī)壓氣部段的外殼部分，主要承受氣體壓力載荷和溫度載荷。熱平衡、橢圓度和結(jié)構(gòu)輕量化，都是工程師們?cè)跈C(jī)匣設(shè)計(jì)中所關(guān)注的重點(diǎn)問題。由于機(jī)匣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且在設(shè)計(jì)中需要同時(shí)考慮從開機(jī)到穩(wěn)定運(yùn)行直至最后關(guān)閉的全過程溫度變化和壓力荷載，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)分析計(jì)算用時(shí)長(zhǎng)，不利于進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文針對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)匣部件，開展了機(jī)匣結(jié)構(gòu)的熱力耦合分析，通過機(jī)匣部件幾何模型和邊界載荷，實(shí)現(xiàn)了基于EGO算法的機(jī)匣結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，給出了燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)匣部件螺栓

2、預(yù)緊力及幾何尺寸的優(yōu)化結(jié)果。論文主要工作包含以下四個(gè)方面:
　　(1)介紹了Kriging替代模型的基本理論及MATLAB DACE工具包的使用方法。重點(diǎn)介紹了EGO算法的基本原理和優(yōu)點(diǎn)，給出其優(yōu)化設(shè)計(jì)流程圖，并以Branin函數(shù)作為數(shù)值算例進(jìn)行了EGO算法與傳統(tǒng)Kriging算法的精度對(duì)比。
　　(2)建立了燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)匣三維有限元分析模型，并對(duì)其進(jìn)行了熱力耦合分析。針對(duì)不同時(shí)間階段下機(jī)匣溫度分布及徑向位移分布開展具體研究，

3、重點(diǎn)關(guān)注了敏感區(qū)域的最大應(yīng)力和橢圓度。
　　(3)提出了燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)匣有限元分析的幾何與載荷簡(jiǎn)化模型。在溫度分布和徑向位移結(jié)果與原模型基本保持一致的前提下，對(duì)幾何模型和網(wǎng)格劃分進(jìn)行了簡(jiǎn)化，并通過對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)化后所需計(jì)算時(shí)長(zhǎng)不到原計(jì)算時(shí)長(zhǎng)的一半;而后，提出了一套針對(duì)多種載荷多時(shí)間步下工程數(shù)值分析問題的簡(jiǎn)化載荷邊界條件的方法，并應(yīng)用于機(jī)匣的載荷簡(jiǎn)化上，分析發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)化前后的計(jì)算結(jié)果誤差對(duì)比在可接受范圍內(nèi)，且計(jì)算所需時(shí)間不到原模型計(jì)算用時(shí)的