[发明专利]一种发动机零部件优化设计方法

摘要

本发明提供了一种发动机零部件优化设计方法，其特征在于包括如下步骤：1)获得设计指标要求；2)利用发动机振动图谱库，完成首轮基础方案推荐；3)利用发动机结构振动控制优化技术进行零部件结构改进设计；4)设计任务输出。相对于现有技术，本发明具有以下优势：利用发动机振动图谱库工具进行“预测设计”的零部件设计模式，实现振动控制技术与发动机零部件设计过程的有效融合，实现产品研发过程中振动的有效控制，节约设计制造成本。

主权项

1.一种发动机零部件优化设计方法，其特征在于包括如下步骤：1)获得设计指标要求；2)利用发动机振动图谱库，完成首轮基础方案推荐；3)利用发动机结构振动控制优化技术进行零部件结构改进设计；4)设计任务输出；所述步骤2)中发动机振动图谱库的建立方法包括如下步骤：21)振动图谱重要特征、控制参数与影响参数的定义；重要特征：根据实际或预测的发动机运行工况，可直观显示整机不同工况的振动烈度最大值；控制参数及影响参数包括：发动机结构布置形式，发动机强化程度，发动机转速、扭矩、当量振动烈度22)振动响应提取区域与位置定义，进行整机振动测试的测点布置，形成用于指导试验及数据存储的ODS图形；23)典型发动机机型选取，并对步骤22)中测点进行表面振动信号测量及测量数据的仿真校对，通过对测试数据的二次处理得到步骤21)中定义的重要特征、控制参数与影响参数的数据；具体是对发动机各稳态或瞬态工况进行试验测试，使用振动信号数据采集系统进行各测点三向振动原始时域信号采集，选取关心频率范围，利用频域数据处理方法，得到单测点单方向振动加速度数据，进行傅里叶积分，得到单测点单方向的振动速度数据，再进行傅里叶积分，得到单测点单方向的振动位移数据；发动机振动测试完成后，通过计算求得当量振动烈度，当量振动烈度的计算公式为：其中：vs是当量振动烈度，mm/s；vx，vy，vz是x，y，z三个方向上各规定测点的振动速度均方根值，mm/s；Nx，Ny，Nz为x，y，z三个方向上的测点数；完成全部试验工况点测试后，将试验数据进行二次处理，再利用矩阵图形处理方法形成整机的振动烈度分布图，并将测点相关数据与22)步骤形成的ODS测点图进行关联；24)将上述23)得到的测试数据与整机三维模型或ODS图进行关联，完成关心区域振动位置频谱提取及组集；25)通过多种机型的试验测试以及仿真分析工作，利用步骤23)反复的进行应用和校核，逐步减少试验测点数量，形成发动机振动图谱提取方法；26)通过步骤25)振动提取方法形成发动机振动图谱，再通过大量试验及仿真数据结合，形成系列机型图谱族。