热流固耦合下增压器涡壳多目标优化
本文选题:热流固耦合 + 涡壳 ; 参考:《中国机械工程》2016年06期
【摘要】:以某型增压器涡壳为研究对象,采用热流固耦合分析方法,建立涡壳热流固耦合的有限元模型,对增压器涡壳热结构进行分析,获得涡壳的热塑性应变分布,确定涡壳产生热结构破坏的部位,并与涡壳热循环试验结果相比较,验证了涡壳热流固耦合分析模型的正确性。选取涡壳三个危险部位的热塑性应变为优化目标,采用响应面方法,构建了以涡壳危险部位结构尺寸参数为设计变量,以增压器涡壳的热塑性应变为优化目标的结构优化近似模型,采用基于响应面方法和遗传算法的多目标优化方法获得涡壳最优结构参数组合,并通过了热流固耦合仿真的验证。涡壳三个危险部位的热塑性应变分别从原来的3.3%、3.2%、2.6%降为0.66%、0.8%、1.03%,表明该优化方法改善了涡壳的热结构强度,降低了涡壳产生热裂纹的风险,提高了涡壳的热结构稳定性与可靠性。
[Abstract]:Taking the vortex shell of a turbocharger as the research object, the finite element model of the heat fluid-solid coupling of the vortex shell is established by using the method of heat fluid-solid coupling analysis. The thermal structure of the vortex shell of the supercharger is analyzed and the thermoplastic strain distribution of the vortex shell is obtained. The location of the thermal structure failure of the vortex shell is determined, and compared with the results of the vortex shell thermal cycle test, the correctness of the coupled analysis model of the vortex shell heat fluid-structure is verified. The thermoplastic strain of the three dangerous parts of the vortex shell is selected as the optimization objective, and the structural parameters of the dangerous part of the vortex shell are constructed by using the response surface method as the design variable. Taking thermoplastic strain of turbocharger vortex shell as the optimization objective, the optimal structure parameters combination of vortex shell is obtained by using multi-objective optimization method based on response surface method and genetic algorithm, and verified by heat fluid-solid coupling simulation. The thermoplastic strain of the three dangerous parts of the vortex shell is reduced from 3.32% to 0.66% and 1.03%, respectively. The results show that the optimization method improves the thermal structure strength of the vortex shell, reduces the risk of thermal crack, and improves the thermal structure stability and reliability of the vortex shell.
【作者单位】: 浙江大学;宁波工程学院;
【分类号】:TK403
【参考文献】
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【共引文献】
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