Journal of Propulsion Technology ›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (12): 1881-1886.

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DesignandOptimizationofaTwo-DiskRotor

  

  1. SchoolofPowerandEnergy,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072,China,SchoolofPowerandEnergy,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072,China,SchoolofPowerandEnergy,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072,China and AviationKeyLaboratoryofAeroengineVibrationTechnology,Zhuzhou412002,China
  • Published:2021-08-15

基于第二代非支配排序遗传算法的转子优化设计

黄晶晶1,郑龙席1,刘钢旗1,梅庆2   

  1. 西北工业大学动力与能源学院,陕西西安710072,西北工业大学动力与能源学院,陕西西安710072,西北工业大学动力与能源学院,陕西西安710072,航空发动机振动技术航空科技重点实验室,湖南株洲412002
  • 作者简介:黄晶晶(1981—),女,博士研究领域为航空宇航科学与技术。E-mail:huangjingjing@mail.nwpu.edu.cn生,。

Abstract: Inordertoreducetheoverallvibrationofatwo-diskrotorsystem,anintegratedanalyticalmeth.odwasproposedtooptimizethetwo-diskrotorsystemundertheaero-enginesupportstructureoftypical1-0-1withmultidisciplinaryoptimizationsoftwareIsightandgeneralfiniteelementsoftwareANSYS.Thepositionsofthetwodiskswereselectedastheoptimizationvariables,thefirstcriticalspeedwiththevariationrangeof10%wassetastheconstraint,andtheoptimizationobjectivewastominimizetheamplitudesofthetwodiskscrossingthefirstcriticalspeedwithNon-DominatedSortingGeneticAlgorithmⅡ(NSGA_Ⅱ).Inordertoverifythevalidityofthedesignoptimization,thetransienttestwascarriedoutonahigh-speedflexiblerotormockup.Themaximumamplitudeofdisk1crossfirstcriticalspeedfellby77%andthemaximumamplitudeofdisk2de.creasedby68%afteroptimization.Experimentalresultsindicatethattheoptimizationmethodcouldobtainthepo.sitionsoftheflexiblerotorwiththeminimumamplitudeeffectively,accuratelyandrapidly,andimprovethede.signefficiencyandquality.

Key words: Two-diskrotor;Multi-objectiveoptimization;Non-DominatedSortingGeneticAlgorithmⅡ

摘要: 为了减小双盘转子系统的整体振动,针对航空发动机普遍采用的典型1-0-1支承结构下的双盘转子,提出了一种使用多学科优化软件Isight与通用有限元软件ANSYS集成的分析方法。将两转盘位置作为优化变量,以一阶临界转速在10%内的变化为约束条件,采用第二代非支配排序遗传算法NS.GA_Ⅱ(Non-DominatedSortingGeneticAlgorithmⅡ)最小化过一阶临界转速时两转盘的振幅。在高速柔性模拟转子试验器上进行了试验验证,优化后,盘1过一阶临界转速时最大振幅下降了77%,盘2下降了68%,试验结果证明了该优化方法的正确性,能够有效、准确地获取转盘的最优位置,提高了转子设计的效率和质量。

关键词: 双盘转子;多目标优化;第二代非支配排序遗传算法中图分类号:V231;O347.6文献标识码:A文章编号:1001-4055(2015)12-1881-06DOI:10.13675/j.cnki.tjjs.2015.12.018