基于热源参数反向识别的定向能量沉积热力仿真

定向能量沉积(directed energy deposition,DED)热力仿真是有效预测沉积件残余应力和变形、优化工艺参数的重要方法,其仿真精度取决于输入参数的准确性.针对传统方法难以直接、准确获取输入参数的问题,文中以热源参数为例,提出基于支持向量机和遗传算法的参数反向识别方法,并用于精确构建实际DED工件热力仿真模型.首先基于参数化仿真建模正向获取不同热源参数下单道单层沉积件仿真误差;其次借助支持向量机构建热源参数与仿真误差的定量映射关系,并利用遗传算法反向识别热源参数,在正向-反向实施过程中,通过闭环迭代优化热源参数识别区间,达到参数精确识别目的;最后以实际DED工件涡轮叶片为案例,构建基于最优参数的热力仿真模型,进一步验证该最优参数反向识别法.结果表明,由单道单层简单件反向提取的最优热源参数,可用于准确预测实际DED工件制造过程中温度和变形场变化规律,为后续变形补偿等工艺优化提供理论基础.

采用等效重构载荷的虚拟传递路径分析

工作载荷识别复杂,传递路径描述困难等是小型航空机载装备传递路径分析(Transfer Path Analysis,TPA)所面临的难题。根据装备系统耦合特征,以有限载荷节点表征分布动态载荷区域,并运用基于传递关系矩阵的载荷反演技术重构路径点等效载荷,将无限传递路径简化为有限路径,构建了虚拟传递路径分析(Virtual Transfer Path Analysis,VTPA)模型。以燃油泵调节器为例,将4种VTPA模型的合成结果与振动响应分析结果进行对比,选择合成效果最佳的基于传递率矩阵的无源系统虚拟传递路径分析(TransmissibilityBased Singlebody Transfer Path Analysis,TBSTPA)模型进行路径贡献量分析。结果表明垂直于安装面的路径方向对目标响应影响最大,增加辅助支撑装置能够显著降低电插座振动响应,验证了TBSTPA方法的有效性。

基于Virtual.Lab的燃油泵调节器结构的模态分析

在燃油泵调节器模态分析过程中,高集成装配体的模型简化和以螺钉连接为主的多种连接方式的有限元建模对分析结果的影响是一个难点。本文从实际工程应用角度出发,提出了关键子结构验证结合整体有限元建模的模态分析方法。首先,根据燃油泵调节器的结构特点对模型进行简化和网格处理;然后,开展了关键子结构壳体模态的仿真分析和实验测试,并在Virtual.Lab软件中对螺钉、密封圈、弹簧、紧配合和滑动配合等进行了连接方式的建模探索和多类型设置,解决了不同单元类型网格的过渡问题;在确保关键子结构有限元模型精度的前提下,最后开展了整体的有限元建模与模态特性研究,通过与实验结果的对比验证了仿真方法的可行性。结果表明:关键子结构法在处理复杂中小型结构装备的有限元分析上效果较佳,复杂结构有限元模型的连接处理方式不宜过多,否则求解不易收敛。多点约束法(Multipoint constraint method,MPC)能够高效处理非协调网格的过渡,适用小位移或变形的模型。