基于蚁群算法的航空发动机失谐叶片减振排布优化分析

袁惠群，张 亮，韩清凯，宋 琳

（1.东北大学 理学院，沈阳 110819；2.东北大学 机械工程与自动化学院，沈阳 110819）

航空发动机叶盘结构通常具有循环对称性质，但由于加工误差、材料性质等原因，每个叶片的特性不可避免地存在微小差异，即失谐［1］。失谐破坏了结构的循环对称性，导致其振动能量集中在一个或几个叶片上，使这些叶片的振幅达到其他叶片振幅的几倍，造成局部叶片的高周疲劳失效［2-6］，对整个结构的正常运行构成严重威胁，因此如何采取有效措施减小失谐引起的振动局部化现象，非常具有实际意义。文献［7-10］以叶盘静力学配平为目标，分别采用退火单亲算法、遗传算法及改进的遗传算法对叶片的排列顺序进行优化；文献［11-12］通过设计有效的主动失谐方式，运用遗传算法和序列二次规划混合优化方法确定了失谐叶片的最大幅值放大系数及相应最坏失谐模式的通用方法。设计主动失谐对降低系统受迫振动的共振幅值有利，但共振区变宽，系统更容易产生共振。在设计时引入大频差失谐，加工得到的失谐叶片虽不能与设计失谐量完全一致，只要误差控制在一定范围内，能够达到降低系统受迫振动共振幅值的目的，在理论研究与工程应用中都有重要价值；文献［13］针对既定失谐叶片，引入蚁群算法以降低模态局部化程度为目标对失谐叶片安装顺序进行优化，克服了遗传算法计算时间长，编码复杂的缺点，并取得了较好的优化结果。……