樅樹型葉根輪槽廣泛用于工業(yè)汽輪機(jī),由于葉根的尺寸非常小,在汽輪機(jī)高速運(yùn)行時(shí)承受較大的離心載荷,易產(chǎn)生應(yīng)力集中,導(dǎo)致汽輪機(jī)的過早故障失效。設(shè)計(jì)樅樹型葉根輪槽的結(jié)構(gòu),降低應(yīng)力集中和提高汽輪機(jī)疲勞壽命是解決該問題的經(jīng)濟(jì)有效途徑。樅樹型葉根輪槽構(gòu)型表征方面,已有文獻(xiàn)多使用的圓弧-直線法,無法表征橢圓等復(fù)雜不規(guī)則曲線,限制了葉根的優(yōu)化空間。本文提出了基于超橢圓-直線法、傅里葉級(jí)數(shù)-直線法和B樣條曲線法的樅樹型葉根輪槽的數(shù)學(xué)描述,與圓弧-直線法相比,具有高保真度和完備性,能描述更多的葉根構(gòu)型,有利于擴(kuò)大優(yōu)化搜索區(qū)域,發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)葉根輪槽創(chuàng)新構(gòu)型。樅樹型葉根輪槽優(yōu)化設(shè)計(jì)方面,已有優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)多為最小化峰值應(yīng)力,具有高度非線性特征,存在迭代震蕩和收斂困難。本文提出以P-norm函數(shù)和KS函數(shù)凝聚應(yīng)力值為目標(biāo)函數(shù),降低優(yōu)化問題的非線性程度,保證優(yōu)化快速穩(wěn)定收斂。本文提出的結(jié)構(gòu)表征和優(yōu)化設(shè)計(jì)方法具有較高的通用性和實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值,可方便擴(kuò)展至其他工程結(jié)構(gòu)型線設(shè)計(jì)。本文以三齒樅樹型葉根輪槽為例開展優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)果表明,與圓弧-直線法和最小化峰值應(yīng)力優(yōu)化策略相比,超橢圓-直線法、傅里葉級(jí)數(shù)-直線法、B樣條曲... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 研究方法論述
    2.1 樅樹型葉根輪槽構(gòu)型描述方法
        2.1.1 圓弧-直線法
        2.1.2 超橢圓-直線法
        2.1.3 傅里葉級(jí)數(shù)-直線法
        2.1.4 B樣條曲線法
    2.2 樅樹型葉根輪槽優(yōu)化目標(biāo)
        2.2.1 最小化P-norm函數(shù)凝聚應(yīng)力值
        2.2.2 最小化KS函數(shù)凝聚應(yīng)力值
    2.3 樅樹型葉根輪槽有限元分析
    2.4 樅樹型葉根輪槽優(yōu)化方法
        2.4.1 遺傳算法(Genetic algorithm)
        2.4.2 單純形法(Downhill Simplex)
    2.5 樅樹型葉根輪槽的平臺(tái)研發(fā)
3 樅樹型葉根輪槽的優(yōu)化結(jié)果
    3.1 基于圓弧-直線法和最小化峰值應(yīng)力的優(yōu)化結(jié)果
        3.1.1 基于圓弧-直線法的構(gòu)型描述
        3.1.2 基于圓弧-直線法和最小化峰值應(yīng)力的優(yōu)化設(shè)計(jì)
        3.1.3 基于圓弧-直線法和最小化峰值應(yīng)力的優(yōu)化結(jié)果
    3.2 基于超橢圓-直線法和最小化P-norm凝聚應(yīng)力值的優(yōu)化結(jié)果
        3.2.1 基于超橢圓-直線法的構(gòu)型描述
        3.2.2 基于超橢圓-直線法和最小化P-norm凝聚應(yīng)力值的優(yōu)化設(shè)計(jì)
        3.2.3 基于超橢圓-直線法和最小化P-norm凝聚應(yīng)力值的優(yōu)化結(jié)果
    3.3 基于傅里葉級(jí)數(shù)-直線法和最小化KS凝聚應(yīng)力值的優(yōu)化結(jié)果
        3.3.1 基于傅里葉級(jí)數(shù)-直線法構(gòu)型描述
        3.3.2 基于傅里葉級(jí)數(shù)-直線法和最小化KS凝聚應(yīng)力值的優(yōu)化設(shè)計(jì)
        3.3.3 基于傅里葉級(jí)數(shù)-直線法和最小化KS凝聚應(yīng)力值的優(yōu)化結(jié)果
    3.4 基于B樣條和最小化KS凝聚應(yīng)力值的優(yōu)化結(jié)果
        3.4.1 基于B樣條的構(gòu)型描述
        3.4.2 基于B樣條和最小化KS凝聚應(yīng)力值的優(yōu)化設(shè)計(jì)
        3.4.3 基于B樣條和最小化KS凝聚應(yīng)力值的優(yōu)化結(jié)果
    3.5 討論
    3.6 本章小結(jié)
4 樅樹型葉根輪槽優(yōu)化結(jié)果的三維彈塑性分析
    4.1 基于圓弧-直線法優(yōu)化結(jié)果的三維彈塑性分析
    4.2 基于超橢圓-直線法優(yōu)化結(jié)果的三維彈塑性分析
    4.3 基于傅里葉級(jí)數(shù)-直線法優(yōu)化結(jié)果的三維彈塑性分析
    4.4 基于B樣條曲線法優(yōu)化結(jié)果的三維彈塑性分析
    4.5 討論
    4.6 本章小結(jié)
5 汽輪機(jī)樅樹型葉根輪槽的設(shè)計(jì)優(yōu)化平臺(tái)
    5.1 平臺(tái)的有限元分析模塊
    5.2 平臺(tái)的優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊
    5.3 平臺(tái)的優(yōu)化效果驗(yàn)證
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于傅里葉級(jí)數(shù)的最優(yōu)能量運(yùn)動(dòng)軌跡優(yōu)化方法[J]. 梅江平,方志煒,賀瑩,臧家煒,孫玉德.  機(jī)械設(shè)計(jì). 2018(10)
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[3]汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)葉片三維接觸有限元強(qiáng)度可靠性分析[J]. 黃慶華,王宇璐,謝永慧.  熱力透平. 2016(02)
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[6]基于超橢圓方程和序列響應(yīng)面法的回轉(zhuǎn)殼開孔形狀優(yōu)化[J]. 孫士平,胡堅(jiān)堂,張衛(wèi)紅.  航空學(xué)報(bào). 2015(11)
[7]透平復(fù)雜阻尼結(jié)構(gòu)葉片強(qiáng)度與振動(dòng)特性優(yōu)化研究[J]. 謝永慧,張明輝,周琴,張荻,豐鎮(zhèn)平.  熱力透平. 2015(01)
[8]基于三維熱彈性接觸的汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)葉片樅樹型葉根輪緣結(jié)構(gòu)的優(yōu)化[J]. 張明輝,張荻,謝永慧.  動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2012(07)
[9]汽輪機(jī)葉片樅樹型葉根輪緣優(yōu)化研究[J]. 謝永慧,馬丹丹,張荻,豐鎮(zhèn)平.  熱力透平. 2012(02)
[10]利用三維接觸有限元法的透平葉片樅樹型葉根輪緣優(yōu)化[J]. 吳君,張荻,馬丹丹,張明輝,謝永慧.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(05)

博士論文
[1]雙材料作動(dòng)與減振結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化[D]. 王睿.大連理工大學(xué) 2017

碩士論文
[1]基于曲線擬合方法的故障測距應(yīng)用研究[D]. 叢志鵬.山東大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3569069