复杂装备多管路成束敷设智能优化方法研究

发布时间：2020-09-20 20:32

　　管路系统和线缆在复杂装备如航空发动机管路具有着举足轻重的地位,管线布局设计直接关系到装备的精密程度、使用寿命、可靠性等。由于多管路成束敷设具有整体规则美观,便于安装,连接关系清晰,方便管路之间通过双联卡箍依次进行固定等优点,所以大量应用于管路系统中。以往复杂装备的管路布局研究主要集中在单管敷设以及多管敷设顺序规划方面,考虑多根管路成束敷设的研究较匮乏。本文以典型的复杂装备航空发动机为主要研究对象,针对多管成束敷设问题,结合粒子群优化及多目标优化理论,分别提出了多管成束敷设的单目标优化和多目标优化设计方法。具体而言,本文主要完成了以下工作。设计了一种多管路成束敷设的编码方式,建立相应的适应值函数。基于粒子群算法,对航空发动机中成束管路长度进行优化算法设计。结果满足成束管路躲避干扰区域的约束条件,并且达到成束管路长度最短的目标。通过对算例进行管路敷设仿真验证了方法的可行性。基于多目标粒子群算法,将成束敷设管路的总距离和平滑度两个目标同时进行优化算法设计,生成Pareto非支配解集,并采用系统聚类法将非支配解集进行聚类。最后,对聚类后的结果分别敷设仿真来验证方法的可行性。
【学位单位】：辽宁石油化工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：V233;TP18
【部分图文】：

框图,文章结构,框图

文章结构框图

二维模型,管路,根管,拐点

图 2.1 管路成束敷设二维模型Fig. 2.1 two-dimensional model of pipeline bundle laying假定图 2.1 是某复杂装备的管路成束敷设的二维模型图，这里我们以三根管设举例，由于成束敷设首先往往需要在起点附件处、终点附件处拔出一部分便于管路的敷设和装配，因此我们将已经拔出一部分直线段的点 S1、S2、S件 1 处的起点，点 T1、T2、T3 作为敷设附件 2 的目标点。这里点 P11、P1 是三根管路进行成束敷设的第一个拐点，点 P12、P22、P32 此本成束敷设的点，点 P13、P23、P33 是本成束敷设的第三个拐点。根据成束敷设的规则根管路的第一个拐点 P11、P21、P31 处开始到管路成束敷设的最后一个拐点 3、P33 处如上图 2.1 所示，第一根管路 S1-T1 到第二根管路 S2-T2 的距离均为根管路 S2-T2 到第三根管路 S3-T3 的距离均为 d23。根据成束敷设这一特殊的规则特性，在多管路成束敷设当中可以依据第一根制节点坐标，以及管路之间成束敷设的距离，这两个信息结合解析几何数学

航空发动机,仿真模型,机匣

图 2.2 航空发动机近似仿真模型Fig. 2.2 approximate aero-engine simulation model 所示，此航空发动机的管路敷设空间三维模型我们可以近的圆台和一个圆柱组合构成的，它的机匣母线是由斜率不段拼接而成，利用这一特征我们可以根据高等数学中直线 0进行分段以此来求出此航空此发动机的机匣母线方程下图 2.3 所示在通过 Grip 二次开发过的 Simense NX 11.0提取，其中左侧褐色星号部分即为所提取的特殊点右侧为

【参考文献】