发动机附件安装结构断裂失效对策研究

在现代生活中,汽车已经成为人们出行的主要交通工具,而在汽车发动机中,机体则是发动机中最大和最重的零件,它包括气缸体、曲轴箱、主轴承盖等。气缸体作为发动机的主体零部件,其作用是与缸盖、缸垫、气门等零部件组成燃烧室,为整机的正常燃烧提供结构支持。随着有限元法与试验盈利分析法的不断发展,这为发动机在设计开发过程中对受力结构件所需的分析提供了有效的计算、试验方法,从而显著地缩短了发动机的开发周期。同时,通过对设计开发过程中遇到的问题进行相应的分析和试验验证,研究了螺栓与安装结构之间的受力情况,通过CAE仿真计算对优化后的结构作出精确评价,避免了在设计开发过程中陷入设计方案反复修改的窘境,使得设计开发效率得到大大提高。

一种异形支架结构的多目标优化设计方法

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。