摘要：目前,航空发动机管路系统的卡箍布局优化设计大多数为确定性优化,没有考虑卡箍刚度和人工装配误差等不确定因素,这些不确定因素的波动性可能会导致管路系统的输出响应与预计值有较大偏差,从而引起系统故障。为了在改善航空发动机管路系统振动性能的同时保证管路系统具有较强的可靠性与稳健性,以z型管路为研究对象,提出一种以避开激振频率和降低振动频率分散度为目标的卡箍布局稳健优化设计方法;该方法首先采用壳单元和弹簧单元分别对管体和卡箍进行有限元建模;然后对设计参数进行拉丁超立方抽样,通过有限元模型计算样本的固有频率,并构造频率响应的高精度神经网络代理模型;最后采用蒙特卡罗模拟和改进型非支配遗传算法,展开了卡箍支撑位置的稳健优化设计。结果表明,该方法能在保证管路系统避开激振频率的设计要求基础上,有效地提高其动力学特性的稳健性。

摘要：针对航空发动机外部管路系统敷设优化设计问题,以发动机外部典型管路——z型管路为例,采用灵敏度分析结合优化设计的方法,提高了管路的结构优化设计效率.本文首先以z型管路的几何尺寸为基本参量,进行了管路固有频率和共振动应力的灵敏度分析.而后基于灵敏度分析结果,筛选基于方差的总灵敏度指标较大的参量作为优化参数,利用有限元软件得到了优化设计结果.最后通过管路振动试验,验证了优化结果的有效性.该研究通过灵敏度分析删选优化参数,大大降低了后续优化设计的计算量,通过避开共振点、降低共振应力的z型管管型优化,验证了提出方法的有效性,该方法为发动机外部管路优化设计提供参考.