【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空发动机生产领域，涉及一种航发转子螺栓预压工艺优化设计方法。
技术介绍
1、航空发动机作为飞机的心脏，被誉为“工业皇冠上的明珠”，是国家先进制造水平的显著标志。转子装配工艺水平对整机性能影响密切，也是减小生产成本，提高生产效率的重要途径。核心机转子主要组成部分为压气机转子和涡轮转子，多级转子间由鼓盘式结构进行连接，是发动机动力系统中的重要部位。核心机需要压缩空气，在高温下完成能量转换给发动机提供动力，其用途决定了核心机转子需承受的极端工作条件。螺栓连接是航发转子多级装配中常使用的典型连接方式。在安装边周向连接刚度不均匀时，转子的高速旋转极易导致整机振动突升的现象，会对发动机运行安全产生极大威胁。
2、航空发动机多级转子间常采用具有过盈的止口—螺栓结构进行连接，与常规的螺栓连接结构不同，过盈止口会对螺栓的装配效果产生巨大影响。根据赵罡等撰写的《航空发动机关键装配技术综述与展望》，航空发动机装配过程的典型工艺包括螺栓拧紧工艺、回转体/近回转体堆叠装配工艺、平衡工艺、温差装配工艺等，但是缺乏对预压装配工艺的描写。
3、预压工艺是转子装配周向定位安装和螺栓组拧紧两道工序之间的装配工艺，其作用是对转子施加一定的预压力，保证止口过盈温差装配在恢复至室温的过程中两级转子处于坐定状态，充分发挥过盈止口的定心作用，并提高转子安装边的端面贴合度和止口周向接触应力的均匀性。预压工艺的最终目的是降低螺栓组预紧力的分散性，提升转子装配质量以及一次装配的合格率。根据李小东的《航空发动机转子止口-螺栓装配工艺研究》，设
技术实现思路
1、针对目前预压工艺不成熟，以及包括预压窗口期、第一颗拧紧位置、拧紧步长和拧紧力在内的螺栓预压工艺参数难以确定的问题，本专利技术提出了一种航空发动机转子螺栓预压工艺优化设计方法。本方法基于comsol创建并训练代理模型生成适用于螺栓预压工艺的仿真app，使其能够实现输入一组参数(过盈量、表面形貌、温度分布数据)即获得一组预压工艺参数(预压窗口期、第一颗预压位置、拧紧力、拧紧步长)输出。为航发转子螺栓预压工艺参数的预测与工艺规程的制定提供一种新的便于操作的方法，该方法具有操作简单，所有工艺参数可控，准确度高的特点。
2、本专利技术的技术方案：
3、一种航发转子螺栓预压工艺优化设计方法，包括以下步骤：
4、步骤1：建立航发转子的参数化三维模型
5、1.1、在三维建模软件中初步建立航发转子的三维模型；
6、1.2、将三维模型导入仿真软件并针对几何参数(止口过盈量、表面形貌)进行参数化建模，得到航发转子的参数化三维模型；
7、步骤2：定义螺栓预压工艺的代理模型
8、2.1、在comsol仿真软件中对导入模型的材料、物理场、网格进行设置，以保证仿真结果的高保真度；
9、2.2、在comsol仿真软件的“研究”中添加“代理模型训练”节点，并定义止口过盈量、表面形貌、温度分布作为螺栓预压工艺代理模型输入，预压窗口期、第一颗拧紧螺栓位置、螺栓拧紧力、螺栓拧紧步长作为螺栓预压工艺代理模型输出；
10、步骤3：根据实际工况确定螺栓预压工艺代理模型输入中各参数的取值范围；
11、步骤4：在取值范围内采集螺栓预压工艺代理模型输入的各参数
12、4.1、根据实际工况以及精度需求确定采样点数；
13、4.2、采用拉丁超立方法在取值范围内采集螺栓预压工艺代理模型输入中各参数；
14、步骤5：在采集螺栓预压工艺代理模型输入中各参数的基础上，利用comsol的深度神经网络(dnn)模块进行螺栓预压工艺代理模型的训练，根据采样点数确定螺栓预压工艺代理模型训练次数；
15、步骤6：将训练完成的代理模型封装进comsol仿真app模块，方便后续的调用以及对代理模型进行更新；
16、步骤7：测量各输入参数数据，并将输入参数数据导入步骤6生成的comsol仿真app模块；
17、7.1、测量实际航空发动机止口过盈量数据和表面形貌数据；
18、7.2、在使用温差法进行过盈装配时，在包容件的径向上均匀取点，在被包容件的轴向与安装边上均匀取点，测量以上点位的温度数据，并利用数字孪生技术生成虚拟温度分布数据；
19、7.3、将上述测量得到的输入数据导入步骤6生成的仿真app模块进行参数优化；
20、步骤8：根据软件输出工艺参数实施螺栓预压工艺；
21、步骤9：对螺栓预压结果进行测试；
22、9.1、若预压结果满足要求，则进行后续拧紧工艺；
23、9.2、若预压结果不满足要求，则根据测试数据修正螺栓预压工艺代理模型，并重新进行温差装配及螺栓预压工艺。
24、本专利技术的有益效果：通过本专利技术提供的方法进行螺栓预压工艺，可以有效提高航发转子装配效率以及合格率。该方法能够基于提供的输入参数输出优化后的螺栓预压工艺参数，避免了重复装配和调整，减轻了操作人员的劳动量。同时，在装配之后可以根据测试结果对代理模型进行不断修正，提高后续装配效率和质量。
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1.一种航发转子螺栓预压工艺优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种航发转子螺栓预压工艺优化设...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙清超，毛一百，王鹏，朱俊江，袁宇杰，李树根，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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