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基于Kriging近似模型的轨道主冷叶轮多目标遗传优化
  • ISSN号:1004-132X
  • 期刊名称:《中国机械工程》
  • 时间:0
  • 分类:TH313[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙410082, [2]株洲联诚集团有限责任公司,株洲412001
  • 相关基金:国家自然科学基金资助重大项目(11232004);装备预先研究项目(62501036012);国家自然科学基金资助项目(61176160)
中文摘要:

为最大限度地减小叶轮质量,通过反求模型和网格密度精度的分析,对叶轮结构进行数值计算,并构造了拉丁超立方试验设计模型和Kriging近似模型,得到叶轮结构的采样空间和高精度的近似模型用来代替数值分析,提出了轨道轴流风机叶轮结构多目标遗传优化方法。采用该方法分析了主要技术参数对叶轮结构受力的灵敏性,并找出了对叶轮结构应力影响最大的参数。叶轮结构通过优化后,质量减小了31.7%,大大节省了材料的成本,最大应力值也由初始方案的21.5MPa变为16.5MPa,有效地提高了叶轮的力学性能。优化后通过滑环引电器和动静态应变测试系统对风机叶轮进行动静态试验,并设计了叶轮旋转机械的工艺工装和试验方案,试验结果与计算结果十分吻合,且动应力相对很小,因此,叶轮具有良好的力学和振动性能,在工程应用中具有较高的价值。

英文摘要:

In order to reduce the weight of impeller, a multi-objective genetic optimization method and process of the impeller of rail axial fan was established by analyzing the impeller of the numerical calculation method and constructing Kriging model. The numerical calculation method was established by the reverse analysis model and mesh density accuracy. The sampling space of impeller was obtained by Latin hypercube experimental design model. Kriging model of impeller with sufficient accuracy could replace the numerical analysis. The sensitivity of the main technical parameters of the force on the impeller structure was analyzed by the method and the most influential parameters on the impeller structural stress were identified. The weight of impeller is reduced by 31.7G by optimization and save the cost of materials. The maximum stress value is also changed from the initial 21.5 MPa to 16.5 MPa, which effectively improve the mechanical performance of the impeller. After optimization, dy- namic and static experiments were used to the impeller by the slip ring electric and dynamic and static strain testing system, and the impeller rotating machinery equipment and the technology of testing plan was designed. Experimental results and calculation results are very close and the dynamic stress is relatively small, so the impeller has a good mechanics and vibration performance, and has high val- ue in engineering applications.

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期刊信息
  • 《中国机械工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:董仕节
  • 地址:湖北工业大学772信箱
  • 邮编:430068
  • 邮箱:paper@cmemo.org.cn
  • 电话:027-87646802
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-132X
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1294/TH
  • 邮发代号:38-10
  • 获奖情况:
  • 1997年获中国科协期刊一等奖,第二届全国优秀科技...,机械行业优秀期刊一等奖,1999年获首届国家期刊奖,2001年获首届湖北十大名刊,中国期刊方阵“双高”期刊,2003第二届国家期刊奖提名奖,百种中国杰出学术期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:50788