【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种实现共轴对转多支承转子系统的刚度优化的方法，具体属于双转子结构优化算法领域。
技术介绍
1、同轴对转双转子结构与同向旋转的多级风扇结构相比，由于其风扇相对旋转，第二级风扇的压比能够达到较高的水平，约1.4～1.6。且在尺寸、压比相同的情况下，对转结构的风扇转速远低于一般的同向多级风扇。因此，采用同轴对转双转子结构对于解决风扇直径过大的问题很有效果。同时，对转的双转子能够令叶片叶尖产生的垂直于叶片直径的涡流相互抵消，大大降级了能量损耗。除此之外，该结构还能使因两个螺旋桨旋转而产生的扭矩相互抵消，增加平稳性的同时还能够提升效率。上述优点使得同轴对转的航空发动机受到多国青睐。。
2、虽然同轴对转双转子结构具备诸多优势，但因其结构更为复杂，运转时存在较大振动和噪声问题。其中，不平衡振动是对转双转子结构噪声的一个重要来源。除了会产生巨大的噪声外，不平衡振动还可能会造成发动机性能降低、寿命下降，严重时甚至会导致叶片碰摩、损坏甚至脱落、轴承损坏等故障。虚拟动平衡法基于有限元法，在有限元模型上添加虚拟激励，分析转子特性，代替实际的试重过程，模型准确的话，可实现无试重动平衡。该方法结合了转子动力学理论和有限元，将在实际中对转子的操作转换到模型上来，通过在模型上施加虚拟量进行研究计算，替代了实际平衡中的加重过程，极大地节约了启车成本，提高了动平衡的效率。但是，虚拟动平衡常存在模型精度不高，参数准确度不足的问题，严重影响了虚拟动平衡的平衡效果。同时，对于双转子结构，高速、轻载的航空发动机转子系统在高压转子和低压转子之间采
3、2015年，专利号cn104535262a公开了一种透平机械n+1支撑轴系整机无试重虚拟动平衡法，属于透平机械动力学与动平衡
该专利技术针对n+1支撑轴系转子振动特性耦合强、转子间振动相互关联更大、轴系振动强开复杂的问题，提出了一种能减少机组启停机次数、缩短动平衡时间、提高动平衡效率、减少动平衡费用的虚拟动平衡方法。与该专利相比，不同之处在于：本专利可应用于对转双转子的动平衡，且考虑到了轴承刚度随时间和转速的变化，提高了有限元模型的精度，从而提高了双转子模型的精度。
4、2020年，专利号cn111639386a公开了一种航空发动机用无键相虚拟动平衡方法，属于振动主动控制和人工智能
该专利技术针对某些无法测量转速信号而又急需动平衡的旋转机械，可建立与之相似的有限元模型上，施加虚拟不平衡量后对其进行稳态分析。根据实测的转子振动幅值，利用编写的有限元转子动力学程序，采用非线性粒子群优化算法对不平衡量的位置进行寻优。该方法无需相位信息，可在任一转速下通过一次原始振动测量，便能精确得到配重大小。再通过一次任意相位或重量的试重，即可计算出配重两个可能的位置。与该专利相比，本专利不同之处在于：本专利通过自编写有限元程序，实现了可以快速调用的动力学分析方法。在保证精度的情况下，提高了双转子模型优化的效率。
5、2022年，专利号cn115640717a公开了一种带中介轴承双转子系统的可容模态优化设计方法，属于航空发动机领域。该专利技术为为克服现有技术中存在的“临界转速裕度”准则适用性越来越小、可容模态优化设计方法不完善、未针对双转子系统的可容模态优化设计方法的问题，不考虑临界转速及其裕度范围，对全转速范围内带中介轴承双转子系统高压激励和低压激励的所有模态进行优化，利用该专利技术所构建的模态可容度评价函数对所有模态进行评估，利用遗传算法追求本专利技术构建的优化目标函数的最大值，并且在各阶模态可容度评价函数均大于0.8之后才能输出最终的优化结果，这使得各阶模态在经过带中介轴承双转子系统的可容模态优化设计之后，均能满足容忍共振的要求，能够在临界转速处运行，从而使双转子系统能够在任意转速下运行，无需遵循“临界转速裕度”准则，提高了航空发动机的高机动性，为下一代航空发动机的设计提供了参考和思路。与该专利相比，不同之处在于：本专利通过粒子群算法，依据实测双转子临界转速和振动响应，对对转双转子系统在不同转速组合下进行刚度优化，实现了不同转速下中介轴承刚度可变，提高了有限元模型在不同转速组合下的模型精度。
6、2023年，专利号cn116539224a公开了一种双转子系统动平衡的方法，系统性地建立了航空发动机双转子系统n1+n2平面的模态动平衡方法，在高压为主激励时的模态下与低压转子为主激励时的模态下进行正交校正质量组计算，平衡的定转速比条件在发动机双转子系统在实际运行时采用双参数输入法控制。在进行动平衡时，将高压激励的模态与低压激励的模态分开平衡；在航空发动机双转子系统模态动平衡时，将影响系数法与模态动平衡法相结合，对双转子系统各个平衡面的试重组与配重组进行计算，综合了模态动平衡不影响其他阶次的模态振动以及影响系数法算法简单等优点，使动平衡效果更明显。该专利技术对双转子航空发动机的振动超标具有控制与抑制作用，为航空发动机安全运行提供了可靠和有效的保证。与该专利相比，不同之处在于：本专利结合有限元法和优化算法，在虚拟动平衡的基础上增加了对模型参数的优化修正，考虑到内外转子经由中介轴承传递的振动耦合，提高了对于对转双转子系统的模型优化效果。
7、2023年，专利号cn117540172a公开了一种基于时序自监督域自适应网络的转子故障诊断方法。通过多工况转子原始加速度数据构建自监督辅助数据，同时实现原始数据集及自监督辅助数据集划分；通过构建辅助学习任务与自监督辅助数据进行模型训练和模型参数优化，在时序自监督学习过程中，采用无监督域自适应的方法，配合时序自监督学习实现时序自监督域自适应学习；在下游故障识别任务中构建故障识别器并利用多域原始训练数据进行模型参数微调，然后获取最终模型并实现目标工况转子故障诊断。与该专利相比，不同之处在于：本专利应用于对转双转子，考虑到了双转子因中介轴承存在而导致的内外转子振动的传递复杂，针对不同转速下中介轴承的刚度变化进行针对性的变刚度优化。
8、2024年，专利号cn117647936a公开了一种线性变参数系统的航空发动机的多目标最优控制方法。该专利技术根据航空发动机的运行过程和结果设定目标函数以及约束条件，建立多目标最优控制模型；通过控制参数化方法，将无限维的最优控制问题等价转化为有限维的最优参数选择问题；利用改进的多目标进化算法对转化后的多目标优化问题进行求解，得到pareto解集。能够在种群进化过程中避免陷入局部最优解，从而获得较为理想的数值结果，为最终决策提供参考依据；基于数值实验所得到的解集可视为航空发动机的油量输入律。良好的油量输入能够有效提升航空发动机的燃烧效率，进而降低燃料损耗并增加推力输出，从而提高航空发动机的性能和效率。与该专利相比，不同之处在于：本专利可应用于共轴对转的双转子结构，利用粒子群算法针对多个优化目标同步进行优化，得到更加精确的有限本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种共轴对转多支承转子系统的刚度优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种共轴对转多支承转子系统的刚度优化方法，其特征在于，步骤5的具体实施过程如下：步骤5.1、定义粒子群适应度函数其中，Function是适应度，x1～xn是多个优化参数；对于本方法，x1～xn分别取为：临界转速计算结果与测量结果的差与测量结果的比的绝对值、各个测点在选定转速的响应的计算结果与测量结果的差与测量结果的比的绝对值；
【技术特征摘要】
1.一种共轴对转多支承转子系统的刚度优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种共轴对转多支承转子系统的刚度优化方法，其特征在于，步骤5的具体实施过程如下：步骤5.1、定义粒子群适应度函...
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