一种异型喷管结构优化设计方法与流程

技术特征：
1.一种异型喷管结构优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤s1：确定异型喷管的结构设计参数及响应变量；步骤s2：选用二阶响应曲面模型的box-behnken设计确定试验方案；步骤s3：利用步骤s2所得的试验数据，采用响应面法建立起异型喷管结构设计参数与喷管最大应力、最大变形及重量之间的多项式方程；步骤s4：利用步骤s3建立的多项式方程进行异型喷管最大应力、最大变形及重量的预测，以优化异型喷管的结构设计参数。2.如权利要求1所述的一种异型喷管结构优化设计方法，其特征在于：在步骤s1中，选取加强筋高度、加强筋厚度及喷管壁厚的结构参数作为自变量，并确定上述参数的选取范围，选取异型喷管最大应力、最大变形及重量为应变量。3.如权利要求1所述的一种异型喷管结构优化设计方法，其特征在于：在步骤s2中，采用ansys中的workbench工作平台中static structural模块进行仿真分析，计算异型喷管最大应力、最大变形，并使用ug进行模型称重，并记录结果数据。4.如权利要求3所述的一种异型喷管结构优化设计方法，其特征在于：在步骤s3中，利用步骤s2所得的试验数据，基于design-expert软件，采用响应面法建立起异型喷管结构设计参数与喷管最大应力、最大变形及重量之间的多项式方程：确定响应面的阶数，构造多项式函数，采用最小二次回归拟合多项式的系数，采用逐步回归法对各个影响参数做显著性分析，滤去不重要因子，并重新完成多项式回归，完成后做模型的适合性检验。5.如权利要求4所述的一种异型喷管结构优化设计方法，其特征在于：在步骤s3中，对模型进行适合性检验，采用的检验方法为r2法。6.如权利要求5所述的一种异型喷管结构优化设计方法，其特征在于：在步骤s3中，对模型采用r2法进行适合性检验时，如r2≥0.75时，表明近似模型与样本响应值之间的相关性好，则模型可用；如不满足要求，则调整变量范围并重复步骤s2至步骤s3。7.如权利要求1所述的一种异型喷管结构优化设计方法，其特征在于：在步骤s4中，还需要对模型进行反预测。8.如权利要求1所述的一种异型喷管结构优化设计方法，其特征在于：在步骤s4中，对对模型进行反预测时，利用design-expert软件能对模型进行反预测，设定最大应力、最大变形及重量的目标值，反求出异型喷管结构设计参数，以实现异型喷管结构设计参数优化。

技术总结
一种异型喷管结构优化设计方法，包括如下步骤：确定异型喷管的结构设计参数及响应变量；选用二阶响应曲面模型的Box-Behnken设计确定试验方案；步骤S3：采用响应面法建立起异型喷管结构设计参数与喷管最大应力、最大变形及重量之间的多项式方程；利用建立的多项式方程进行异型喷管最大应力、最大变形及重量的预测，以优化异型喷管的结构设计参数。本发明采用有限元软件仿真分析对异型喷管结构强度进行仿真分析，通过UG软件对异型喷管进行称重，利用响应面法建立结构设计参数与最大应力、最大变形及重量之间的映射关系，预测不同结构设计参数下的异形喷管最大应力、最大变形及重量，从而得到最优的异型喷管结构，适合于喷管结构设计参数的选取与优化。结构设计参数的选取与优化。结构设计参数的选取与优化。


技术研发人员：杨坤 李环 黄标 杜凯 邓洁 姚伦标 刘静雨
受保护的技术使用者：中国航发贵阳发动机设计研究所
技术研发日：2022.09.20
技术公布日：2022/12/9