冲压空气涡轮系统结构协同优化

摘要

针对冲压空气涡轮系统,首先分析了结构在贮存场景和工作场景下的载荷工况,然后对各工况下的约束进行数学建模.基于敏感性分析方法发现,冲压空气涡轮结构方案设计中的关键设计变量包括支撑臂、收放作动器、舱门连杆的内外径以及它们之间的连接点位置.之后,建立了冲压空气涡轮系统结构的动态松弛协同优化模型.该优化模型中,首先针对贮存场景和工作场景分别进行考虑多工况约束的结构优化,然后在系统级借助动态松弛因子进行优化变量的协调.最终,本文在Isight多学科设计优化软件中实现相关仿真分析、工具集成和优化求解.基于动态松弛的协同优化方法,本文将冲压空气涡轮的结构重量优化至初始重量的87％,优化效果显著.