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机械设计与制造2024年第01期:一种异形支架结构的多目标优化设计方法

来源:期刊VIP网 时间:


作者:冯凯;王军;林君哲;韩清凯;

单位:中国航发沈阳发动机研究所;东北大学机械工程与自动化学院;

摘要:以航空发动机润滑油箱在机匣上安装时所采用的成附件安装结构支架为典型代表,具有复杂结构形式的异形支架,要求具有相对较高的刚度和较轻的质量,为此,建立了综合正交试验方法、有限元分析方法和神经网络拟合方法相结合的一种结构动力学特性的优化设计方法,对于具有复杂结构形式的支架结构具有较高的优化设计效率。应用正交试验方法,在支架样件模型的设计变量的可行域内合理地选择零件的解集,使该解集能充分反映优化的目标变量与设计变量之间的关系;使用有限元参数化仿真方法,对选择出的样件模型进行参数化仿真计算,得到解集中每个样件模型对应的优化的目标变量值;基于神经网络拟合方法,基于参数化仿真得到的数据,构建出设计变量与优化目标变量之间的数学模型,并使用多目标优化算法NSGA-Ⅱ进行迭代求解,得到最终优化设计结果;优化样件与初始样件的固有频率相对变化率与仿真计算值基本一致,可以验证支架结构多目标优化设计方法的准确性和有效性

关键词:成附件安装结构;;正交试验方法;;多目标优化设计;;有限元分析

基金资助:国家自然科学基金面上项目(12072069);; 辽宁省医工交叉联合基金(2021-YGJC-10)