航空发动机高压压气机动平衡叶片装配优化

发布时间：2021-05-20 03:52

　　航空发动机是飞机最为核心的部件之一,而高压压气机在高速旋转的时候,转子的不平衡量对整机振动有较大的影响,已成为导致航空发动机振动故障的主要因素之一。高压压气机转子在装配完成后通常同时存在有静不平衡以及力偶不平衡,需要在叶片安装完成后或者多级装配后多次在动平衡机上进行检测、配重以提高平衡性,耗时且经济投入大。如何使叶片安装完成后初始不平衡量最小是发动机厂商在进行叶片装配时需要考虑的难题。本文首先分析了高压压气机转子的不平衡产生的原因以及准刚性转子的静、动平衡的原理。建立了使转子单级盘叶片排序的静不平衡量较小的目标函数。使用MATLAB对改进的蚁群算法进行编程仿真,来优化单级叶片排序方案,对比厂商提供的发动机V2500第4级叶片实际数据的仿真计算后残余静不平衡量大大减小;然后通过对转子多级盘力学模型的建立,分析了需要使得不平衡力与不平衡力矩同时相对最小的双目标优化问题,构建加权系数合适的单目标函数。传统遗传算法在求解多级转子安装角度优化上,搜索范围太大并且未知数维度太多,难以得到准确的优化结果;而量子遗传算法其编码方式具有高度并行性原则,搜索范围广并且收敛速度要比传统遗传算法要快。使用量子... 

【文章来源】：中国民航大学天津市

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 课题研究的目的和意义
    1.3 发动机转子平衡研究现状
        1.3.1 动平衡研究现状
        1.3.2 优化算法在转子平衡应用现状
    1.4 本文主要研究内容
第二章 转子平衡原理及系统设计
    2.1 转子不平衡的原因和分类
        2.1.1 静不平衡
        2.1.2 力偶不平衡
        2.1.3 动不平衡
    2.2 刚性转子动平衡原理
        2.2.1 单级转子静平衡原理
        2.2.2 多级转子动平衡双面平衡法原理
    2.3 开发工具GUI介绍
    2.4 系统的需求与设计
        2.4.1 系统的需求
        2.4.2 GUI对话框设计
    2.5 本章小结
第三章 基于改进蚁群算法单级静平衡叶片优化排序
    3.1 叶片排序模型建立
        3.1.1 力学模型的建立
        3.1.2 目标函数建立
    3.2 蚁群算法原理与改进
        3.2.1 基本蚁群算法简介
        3.2.2 算法的改进
    3.3 算法仿真及结果分析
        3.3.1 数据及工厂排序
        3.3.2 仿真结果及分析
    3.4 本章小结
第四章 基于量子遗传算法多级动平衡安装角度优化
    4.1 多级转子动平衡模型建立
        4.1.1 转子力学模型的建立
        4.1.2 双目标优化函数构建
    4.2 基于量子遗传算法转子多级角度优化
        4.2.1 量子遗传算法简介及编码
        4.2.2 量子门
    4.3 量子遗传算法的实现
        4.3.1 初始化
        4.3.2 量子坍塌
        4.3.3 计算适应度
        4.3.4 量子门更新
        4.3.5 量子遗传算法流程图
    4.4 算法仿真及结果分析
        4.4.1 仿真算例
        4.4.2 仿真过程
        4.4.3 结果分析
    4.5 本章小结
第五章 平衡优化装配交互系统的实现
    5.1 系统的实现
        5.1.1 主界面及登录界面的实现
        5.1.2 单级叶片优化排序界面
        5.1.3 转子多级安装角度优化界面
    5.2 数据测试
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
作者简介



本文编号：3197034