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基于TILS算法的汽轮机叶片排序方法

航空动力学报 2024年第9期39卷 478-483页

作者：刘谊郭闯强朱映远张庆利哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学芜湖机器人产业技术研究院安徽芜湖241060 中国航天科技集团有限公司中国运载火箭技术研究院北京100076

通过优化汽轮机叶片的安装顺序,来减少安装后的残余不平衡量。对此提出一种阈值式迭代局部搜索(threshold iterative local search,TILS)算法,该算法在迭代局部搜索(iterative local search,ILS)算法基础上,采用阈值限定扰动与随机扰动... 详细信息

通过优化汽轮机叶片的安装顺序,来减少安装后的残余不平衡量。对此提出一种阈值式迭代局部搜索(threshold iterative local search,TILS)算法,该算法在迭代局部搜索(iterative local search,ILS)算法基础上,采用阈值限定扰动与随机扰动相结合的方法来跳出局部最优解,减少了平均到达局部最优解所需的迭代步数。实验证明,该方法可以在短时间内找到一个近似最优叶片排序组合,相对于ILS算法,搜索效率提高了20%以上。计算得到的合成质径积的近似最优解,相对于现有分组排序法、遗传算法、云自适应遗传算法(CAGA)等方法,分别减小到其最优解的0.33%~31%,且计算时间也大幅度减小。

关键词：汽轮机叶片排序组合优化迭代局部搜索(ILS) 阈值式迭代局部搜索(TILS) 局部搜索

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基于退火单亲算法的压气机叶片排序

燃气轮机技术 2009年第4期22卷 49-53,61页

作者：张海浦健张啸澄南京师范大学动力工程学院南京210042 中国科学技术大学热科学与能源工程系合肥230027

压气机叶片排序问题属于完全NP难题,本文针对遗传算法在解决排列组合问题中的早熟收敛,提出了一种新的算法——退火单亲算法。并用退火单亲算法对压气机排序问题进行建模,在无需人工微调的情况下得到了比其他随机优化算法精度更高的叶... 详细信息

压气机叶片排序问题属于完全NP难题,本文针对遗传算法在解决排列组合问题中的早熟收敛,提出了一种新的算法——退火单亲算法。并用退火单亲算法对压气机排序问题进行建模,在无需人工微调的情况下得到了比其他随机优化算法精度更高的叶片排序结果。实验结果表明退火单亲算法与遗传算法相比,具有寻优效果好、耗时少的优点,同时减少了航空发动机安全事故的发生概率。因此,将退火单亲算法运用在压气机叶片排序问题的求解上具有良好的有效性和可行性。

关键词：叶片排序叶片振动遗传算法退火单亲算法 NP难题

基于遗传算法的某型航空发动机高压压气机一级叶片排序研究

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基于遗传算法的某型航空发动机高压压气机一级叶片排序研究

航空装备维修技术及应用研讨会

作者：李曙光滕江卢子元罗军中国人民解放军第5719工厂

针对某型航空发动机高压建立了压气机一级叶片采用人工排序,耗费时间长,难以保证叶片排序为相对最优的问题,依据叶片排序要求建立了叶片排序的多目标优化模型,提出了基于遗传算法的航空发动机高压压气机叶片排序方法,采用cpp语言开发了... 详细信息

针对某型航空发动机高压建立了压气机一级叶片采用人工排序,耗费时间长,难以保证叶片排序为相对最优的问题,依据叶片排序要求建立了叶片排序的多目标优化模型,提出了基于遗传算法的航空发动机高压压气机叶片排序方法,采用cpp语言开发了原型系统,通过实例数据验证了原型系统的有效性,得出了满意的排序结果。

关键词：叶片排序遗传算法局部寻优

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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航空发动机叶片力矩测量装置设计

航空精密制造技术 2021年第1期57卷 32-34页

作者：孙少华屈盼让肖鹏航空工业西安航空计算技术研究所西安710077

对航空发动机、汽轮机等转动系统的叶片进行平衡可有效地减少振动,通过对叶片进行质量排序或力矩排序可最大限度地减小不平衡量。在分析力矩测量原理的基础上结合叶片定位特点提出一种叶片力矩测量装置,结果表明该装置能够高效、准确地... 详细信息

对航空发动机、汽轮机等转动系统的叶片进行平衡可有效地减少振动,通过对叶片进行质量排序或力矩排序可最大限度地减小不平衡量。在分析力矩测量原理的基础上结合叶片定位特点提出一种叶片力矩测量装置,结果表明该装置能够高效、准确地测量不同类型叶片在叶盘上的力矩,为叶片力矩排序提供数据支撑。

关键词：力矩测量定位机构静平衡叶片排序

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盘片分离叶轮动平衡方法研究

盘片分离叶轮动平衡方法研究

作者：范潘斌浙江大学

学位级别：硕士

盘片分离式叶轮是多种旋转机械的核心部件,在航空、机械和能源等各个领域被广泛使用。为了保障盘片分离式叶轮稳定可靠运行,需要控制其不平衡量在允许值以内。此类叶轮平衡过程一般不允许加重或去重,所以理想的方案是先测量叶片的质量矩... 详细信息

盘片分离式叶轮是多种旋转机械的核心部件,在航空、机械和能源等各个领域被广泛使用。为了保障盘片分离式叶轮稳定可靠运行,需要控制其不平衡量在允许值以内。此类叶轮平衡过程一般不允许加重或去重,所以理想的方案是先测量叶片的质量矩,然后对叶片在轮盘上的排列顺序进行优化,以叶片间的质量矩差异抵消轮盘的不平衡量,从而使叶轮总不平衡量满足要求。研究了盘片分离叶轮的动平衡方法,包括叶片质量矩测量方法和叶片一次二次排序算法。通过实验验证了在不同的轮盘初始不平衡量条件下,能够得到远小于允许值的残余不平衡量。方法对盘片分离式叶轮动平衡是有效的。主要工作内容和结论归纳如下:(1)行业主流的叶片质量矩测量方法存在难以实现自动化的不足。提出了静态三足式叶片质量矩测量方法,测量得到了实验叶片的质量矩。设计了适用于实际异形叶片的夹具,保证了异形叶片质量矩测量的重复性。(2)忽略叶片质量矩测量误差和叶片在轮盘上的安装误差,应用模拟退火、禁忌和遗传算法开展了叶片一次排序研究。通过模拟计算比较了不同初始条件下一次排序效果。结果表明,对于实验叶片,三种算法均能在小于1 s的时间内,得到远小于允许值的理论残余不平衡量。对比其他文献,模拟退火算法能得到更低的理论残余不平衡量和较短的计算耗时,推荐使用。(3)考虑到叶片质量矩测量误差和叶片安装误差的情况下一次排序实际残余不平衡量可能超标,引入了调换少量叶片的二次排序,以使残余不平衡量满足要求。研究了遍历法和改进的多目标进化算法在二次排序中的应用。在不同初始条件下的模拟计算结果显示,当叶片调换数量少于或等于4片时,遍历法能较快得到最优的叶片排序,推荐在一次排序残余不平衡量较小时使用。(4)在带36片叶片的叶轮上进行了实验验证。在不同轮盘初始不平衡量下,一次排序可以克服叶片间质量矩差异,抵消轮盘初始不平衡量,得到平均值为72 g·mm的实际残余不平衡量,接近50 g·mm的允许残余不平衡量。而二次排序可以将实际残余不平衡量降低至30 g·mm以内,满足动平衡要求。方法对盘片分离式叶轮的动平衡是有效的。

关键词：盘片分离叶轮叶片质量矩叶片排序动平衡

面向盘片分离结构的航空发动机多级转子装配优化方法研究

同方学位论文库评论

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面向盘片分离结构的航空发动机多级转子装配优化方法研究

作者：卢情哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

航空发动机是装备制造领域的高端产品,其制造技术是一个国家工业水平和军事实力的重要体现。装配过程是航空发动机制造的重要组成部分,转子装配后精度决定着发动机的各项性能,盘片分离结构的多级转子装配后不平衡量是衡量装配精度的重... 详细信息

航空发动机是装备制造领域的高端产品,其制造技术是一个国家工业水平和军事实力的重要体现。装配过程是航空发动机制造的重要组成部分,转子装配后精度决定着发动机的各项性能,盘片分离结构的多级转子装配后不平衡量是衡量装配精度的重要指标。如果转子装配后不平衡量超差,那么转子在转动过程中叶片容易碰磨机匣,给发动机带来极大的安全隐患。因此,亟需开展面向盘片分离结构的航空发动机装配优化方法研究,减小多级转子装配后不平衡量,提高发动机的装配精度。针对单级转子不平衡量易超差问题,提出一种单级转子不平衡量调控优化方法。基于指针网络对单级转子叶片进行排序,网络训练分为两种情况。当样本数据具备标签时,使用监督学习的方式训练指针网络。网络基于已有数据输入与输出之间的关系,能够快速准确地预测叶片排布顺序,测试集Rouge值为0.96。当样本数据标签无法获取时,使用强化学习中的Actor-Critic算法对指针网络进行训练,以单级转子的不平衡量作为奖励函数,该算法能够在较短时间内对转子叶片进行排序,并大幅降低单级转子的不平衡量,测试集Rouge值为0.91。针对盘片分离结构的航空发动机多级转子不平衡量误差难以准确预测问题,建立盘片分离结构的多级转子不平衡量传递模型。该模型通过分析叶盘定位和定向误差以及叶片装配误差在误差传递中与不平衡量的关系,首先建立了盘片分离结构的单级转子不平衡量传递模型。进而考虑叶盘定向和定位误差在转子堆叠过程中逐级传递以及各项误差相互耦合作用,融合矢量投影原理,推导出多级转子不平衡量传递模型。针对盘片分离结构的多级转子一次性装配合格率低的问题,提出一种基于遗传算法的盘片分离结构的多级转子不平衡量调控优化方法。该方法以多级转子装配后不平衡量为目标函数,通过调整各级转子叶片的排布顺序以及转子间的装配相位来减小转子装配后的不平衡量。该方法在传统的遗传算法上进行改进,采用四扇区轻重交错分布法产生优质初始种群,添加精英保留策略,依据适应度函数值大小自适应地调整交叉和变异概率,并添加阈值终止条件使算法快速收敛,从而实现快速稳定高效的搜索。最后,分别开展单级转子不平衡量调控优化、多级转子不平衡量传递模型、多级转子不平衡量调控优化验证实验。实验结果表明,基于指针网络对单级转子进行叶片排序,能够快速准确地给出叶片的排布顺序,降低单级转子的不平衡量。基于叶盘和叶片各项参数,使用多级转子不平衡量传递模型对转子装配后不平衡量进行预测,不平衡量的最大预测相对误差为10.3%。使用改进的遗传算法对不平衡量传递模型进行优化,能够根据装配工艺的要求,给出符合装配条件的叶片排布顺序和装配相位。因此,本文提出的面向盘片分离结构的多级转子装配优化方法能够有效降低转子装配后不平衡量,为装配提供指导。

关键词：盘片分离结构的转子叶片排序不平衡量装配优化