航空发动机转子装配精度预测及相位优化方法研究
发布时间：2021-09-03 02:48
航空发动机高压压气机是发动机的核心部件,它是由许多级结构相似的转子零件首尾连接而成。在对该部件进行装配中,同轴度作为装配的主要技术评价指标,对转子运行过程中的不平衡量以及整机性能有重要的影响,因此需要在装配前对装配精度做出预测,并根据预测结果对装配相位做出相应调整,使装配后组件同轴度达到最优。目前已有的一些转子装配偏差累积传递的计算模型普遍采用刚性接触作为假设,没有考虑结合面之间的接触变形,得出的精度预测结果不准确。针对上述问题,本文通过对微凸体赫兹接触理论进行研究,考虑结合面之间的弹性变形,建立了转子结合面弹性接触模型,并在准确预测装配精度的基础上,对转子的安装相位进行优化,提高了转子的装配精度。主要研究内容如下:（1）针对现有转子装配偏差计算模型不考虑结合面之间的接触变形因素的不足,首先对某高压转子模拟件的结合面跳动数据进行实际测量,将跳动测点等效为表面微凸体形貌,引入赫兹接触理论,对单一微凸体的接触变形规律进行研究,在此基础上建立了更符合实际装配情况的转子结合面弹性堆叠接触模型。（2）通过对高压转子的装配特性进行分析,提出一种基于质心驱动的初始刚性接触位姿预测方法,在此基础上,结...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 转子结合面接触分析研究现状
1.2.2 转子堆叠装配精度预测研究现状
1.2.3 转子组件装配相位优化研究现状
1.3 论文研究内容和技术路线
1.3.1 本文研究内容
1.3.2 本文的技术路线
2 转子跳动数据测量及弹性堆叠模型的建立
2.1 转子跳动数据的测量方法
2.2 结合面赫兹接触理论的研究
2.2.1 微凸体弹性接触变形机制
2.2.2 单一微凸体变形规律仿真分析
2.3 转子结合面弹性堆叠接触模型的建立
2.3.1 刚性堆叠与弹性堆叠区别的分析
2.3.2 转子结合面的基本假设
2.3.3 转子结合面真实接触模型的建立
2.4 本章小结
3 转子装配特性及精度预测方法的研究
3.1 航空发动机高压转子装配特性的研究
3.2 初始刚性接触位姿预测算法的研究
3.2.1 差分表面接触等效原理
3.2.2 齐次坐标位姿变换方法
3.3 考虑结合面弹性变形的位姿预测算法
3.3.1 弹性算法的分步迭代方法
3.3.2 弹性位姿预测算法
3.4 本章小结
4 转子装配相位优化及软件开发
4.1 转子装配相位优化方程的建立
4.1.1 目标函数与设计变量分析
4.1.2 约束条件的设定
4.2 基于遗传算法的同轴度相位优化
4.2.1 组合优化问题求解及遗传算法简介
4.2.2 算法改进及算子的选择
4.3 算法性能分析
4.3.1 算法精度分析
4.3.2 时间分析
4.4 装配精度预测及相位优化软件开发
4.4.1 软件开发流程及技术特点
4.4.2 软件具体操作步骤及示例
4.5 本章小结
5 装配精度预测模型仿真分析与实验验证
5.1 转子装配有限元仿真分析
5.1.1 参数化有限元模型的建立
5.1.2 安装相位对装配偏心量影响的仿真分析
5.2 转子组件装配实验方案设计
5.3 实验验证及实验数据的误差分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]航空发动机重要装配工艺分析及研发展望[J]. 张渝,李琳,陈津,史新宇,周烁. 航空制造技术. 2019(15)
[2]叠加优化技术在高压涡轮转子维修装配中的应用[J]. 王洪明. 长沙航空职业技术学院学报. 2019(02)
[3]基于转子跳动和初始不平衡量优化的多级盘转子结构装配工艺[J]. 琚奕鹏,吴法勇,金彬,魏秀鹏,祖建国. 航空发动机. 2018(06)
[4]航空发动机转子装配同心度的偏差传递模型与优化[J]. 丁司懿,金隼,李志敏,魏桢琦,杨夫勇. 上海交通大学学报. 2018(01)
[5]堆叠预测技术在高压转子装配中的应用研究[J]. 王斌,袁勇. 内燃机与配件. 2018(03)
[6]国内外智能制造的发展及对我国商用航空发动机发展的启示[J]. 苏巧灵. 航空制造技术. 2017(18)
[7]装配优化技术在某型航空发动机高压压气机转子装配中的应用[J]. 王波,李曙光. 航空维修与工程. 2016(06)
[8]航空发动机转子件装配质量预测[J]. 孟祥海,单福平. 制造业自动化. 2016(05)
[9]研发航空制造的先进理念与创新技术[J]. 朱剑英. 机械制造与自动化. 2016(02)
[10]航空发动机整机振动研究综述[J]. 郑丽,罗泽明,付炎晶. 机械制造与自动化. 2016(01)
博士论文
[1]基于矢量投影的多级转子同轴度测量方法研究[D]. 孙传智.哈尔滨工业大学 2017
硕士论文
[1]基于轴向预载的转子装配方法研究[D]. 李泽林.哈尔滨工业大学 2018
[2]航空发动机转子不同心故障振动机理分析及其应用研究[D]. 宋培培.南京航空航天大学 2017
[3]航空发动机转子系统的参数化设计及组合优化方法研究[D]. 付尧.南京航空航天大学 2016
[4]航空发动机高压转子单元体装配方法研究[D]. 杨宏伟.中国民航大学 2016
[5]航空发动机转子结构的装配偏差建模分析与工艺优化[D]. 单福平.上海交通大学 2015
[6]面向航空发动机数字化装配的公差分析技术研究[D]. 王晶.沈阳航空航天大学 2011
[7]航空发动机装配数字化关键技术研究与实现[D]. 徐延锋.西北工业大学 2006
本文编号：3380249
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 转子结合面接触分析研究现状
1.2.2 转子堆叠装配精度预测研究现状
1.2.3 转子组件装配相位优化研究现状
1.3 论文研究内容和技术路线
1.3.1 本文研究内容
1.3.2 本文的技术路线
2 转子跳动数据测量及弹性堆叠模型的建立
2.1 转子跳动数据的测量方法
2.2 结合面赫兹接触理论的研究
2.2.1 微凸体弹性接触变形机制
2.2.2 单一微凸体变形规律仿真分析
2.3 转子结合面弹性堆叠接触模型的建立
2.3.1 刚性堆叠与弹性堆叠区别的分析
2.3.2 转子结合面的基本假设
2.3.3 转子结合面真实接触模型的建立
2.4 本章小结
3 转子装配特性及精度预测方法的研究
3.1 航空发动机高压转子装配特性的研究
3.2 初始刚性接触位姿预测算法的研究
3.2.1 差分表面接触等效原理
3.2.2 齐次坐标位姿变换方法
3.3 考虑结合面弹性变形的位姿预测算法
3.3.1 弹性算法的分步迭代方法
3.3.2 弹性位姿预测算法
3.4 本章小结
4 转子装配相位优化及软件开发
4.1 转子装配相位优化方程的建立
4.1.1 目标函数与设计变量分析
4.1.2 约束条件的设定
4.2 基于遗传算法的同轴度相位优化
4.2.1 组合优化问题求解及遗传算法简介
4.2.2 算法改进及算子的选择
4.3 算法性能分析
4.3.1 算法精度分析
4.3.2 时间分析
4.4 装配精度预测及相位优化软件开发
4.4.1 软件开发流程及技术特点
4.4.2 软件具体操作步骤及示例
4.5 本章小结
5 装配精度预测模型仿真分析与实验验证
5.1 转子装配有限元仿真分析
5.1.1 参数化有限元模型的建立
5.1.2 安装相位对装配偏心量影响的仿真分析
5.2 转子组件装配实验方案设计
5.3 实验验证及实验数据的误差分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]航空发动机重要装配工艺分析及研发展望[J]. 张渝,李琳,陈津,史新宇,周烁. 航空制造技术. 2019(15)
[2]叠加优化技术在高压涡轮转子维修装配中的应用[J]. 王洪明. 长沙航空职业技术学院学报. 2019(02)
[3]基于转子跳动和初始不平衡量优化的多级盘转子结构装配工艺[J]. 琚奕鹏,吴法勇,金彬,魏秀鹏,祖建国. 航空发动机. 2018(06)
[4]航空发动机转子装配同心度的偏差传递模型与优化[J]. 丁司懿,金隼,李志敏,魏桢琦,杨夫勇. 上海交通大学学报. 2018(01)
[5]堆叠预测技术在高压转子装配中的应用研究[J]. 王斌,袁勇. 内燃机与配件. 2018(03)
[6]国内外智能制造的发展及对我国商用航空发动机发展的启示[J]. 苏巧灵. 航空制造技术. 2017(18)
[7]装配优化技术在某型航空发动机高压压气机转子装配中的应用[J]. 王波,李曙光. 航空维修与工程. 2016(06)
[8]航空发动机转子件装配质量预测[J]. 孟祥海,单福平. 制造业自动化. 2016(05)
[9]研发航空制造的先进理念与创新技术[J]. 朱剑英. 机械制造与自动化. 2016(02)
[10]航空发动机整机振动研究综述[J]. 郑丽,罗泽明,付炎晶. 机械制造与自动化. 2016(01)
博士论文
[1]基于矢量投影的多级转子同轴度测量方法研究[D]. 孙传智.哈尔滨工业大学 2017
硕士论文
[1]基于轴向预载的转子装配方法研究[D]. 李泽林.哈尔滨工业大学 2018
[2]航空发动机转子不同心故障振动机理分析及其应用研究[D]. 宋培培.南京航空航天大学 2017
[3]航空发动机转子系统的参数化设计及组合优化方法研究[D]. 付尧.南京航空航天大学 2016
[4]航空发动机高压转子单元体装配方法研究[D]. 杨宏伟.中国民航大学 2016
[5]航空发动机转子结构的装配偏差建模分析与工艺优化[D]. 单福平.上海交通大学 2015
[6]面向航空发动机数字化装配的公差分析技术研究[D]. 王晶.沈阳航空航天大学 2011
[7]航空发动机装配数字化关键技术研究与实现[D]. 徐延锋.西北工业大学 2006
本文编号：3380249
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3380249.html
