機械動態裝配關係的穩健協同最佳化設計方法研究

《機械動態裝配關係的穩健協同最佳化設計方法研究》是依託北京航空航天大學，由陳志英擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：機械動態裝配關係的穩健協同最佳化設計方法研究
• 依託單位：北京航空航天大學
• 項目負責人：陳志英
• 項目類別：面上項目

項目摘要

本項目以航空發動機葉尖徑向間隙等複雜機械裝配關係的動態設計為工程背景，圍繞機械動態裝配關係穩健性設計這一新開拓的研究方向，凝練出其中的若干關鍵科學問題開展研究，具體研究內容為：機械穩態裝配關係的穩健性分析方法研究；機械瞬態裝配關係的穩健性分析方法研究；機械穩態裝配關係的多學科穩健協同最佳化設計方法研究；機械瞬態裝配關係的多學科穩健協同最佳化設計方法研究。本項目研究目標為：提出複雜機械動態裝配關係的多對象、多模型、多學科情況下的機率穩健性分析方法、非機率穩健性分析方法、機率與非機率混合的穩健性分析方法；提出複雜機械動態裝配關係的多學科機率穩健協同最佳化方法、非機率穩健協同最佳化方法、機率與非機率混合的穩健協同最佳化方法；建立具有工程適用價值的複雜機械動態裝配關係的穩健性分析和多學科穩健協同最佳化設計的流程，並以有部分試驗數據支持的典型航空發動機葉尖徑向間隙的穩健性設計工程實例加以驗證。

結題摘要

本項目以航空發動機渦輪葉尖徑向運行間隙等複雜機械的裝配關動態設計為背景，提出了機械動態裝配關係的穩健性協同最佳化設計這一研究方向，解決了其中若干關鍵科學問題，主要包括：機械動態裝配關係穩健性分析的機率、非機率、機率非機率混合穩健性分析方法；機械動態裝配關係的多學科穩健協同最佳化設計的機率、非機率、機率與非機率混合的穩健協同最佳化設計方法。以航空發動機渦輪葉尖徑向運行間隙穩健性分析和穩健協同最佳化設計為例，開展複雜機械動態裝配關係的穩健性分析與穩健協同最佳化設計。研究了基於多項式、Kriging、支持向量機回響面的機械動態裝配關係穩健性分析方法，提出了機械穩態裝配關係穩健性分析的多回響面方法，機械瞬態裝配關係穩健性分析的極值多回響面方法，分別建立基於多項式回響面、Kriging和支持向量機回響面穩健性分析數學模型，並以航空發動機典型裝配關係的穩健性分析為例對提出的方法進行驗證，仿真及試驗結果證明了該方法的有效性。通過對機械動態裝配關係的多對象、多模型、多學科協同穩健性最佳化設計方法進行探索，提出了機械穩態裝配關係穩健協同最佳化設計的二級分散式協同回響面方法，機械瞬態裝配關係穩健協同最佳化設計的二級分散式協同極值回響面方法，並以航空發動機渦輪葉尖間隙穩健性最佳化設計為例，驗證了提出的針對多對象、多模型、多學科協同穩健性最佳化設計方法的有效性。本項目解決了機械動態裝配關係的穩健性分析和穩健協同最佳化設計中的若干關鍵科學問題，為複雜機械動態裝配關係的穩健性分析及協同最佳化設計提供了方法和理論支撐，並開發了相應的計算軟體工具，對豐富和發展複雜機械動態裝配關係的穩健性設計理論及方法具有重要意義。