Оптимальное проектирование замкового соединения.
Для ре-
шения задач оптимального проектирования конструктивных элемен-
тов ГТД применяется программный комплекс, состоящий из несколь-
ких частей. Каждая часть, выполняющая собственные подзадачи, вы-
делена в отдельный модуль [2]. Структура взаимодействия между мо-
дулями в задаче оптимизации формы и размеров конструкции пред-
ставлена на рис. 3. Анализ конструкции проводят численно с исполь-
зованием МКЭ. В процедуре оптимизации использован метод после-
довательной квадратичной аппроксимации.
Задачу минимизации массы замкового соединения типа “ласточкин
хвост” при выполнении прочностных ограничений и ограничений, за-
дающих область допустимых параметров, можно записать следующим
образом:
 
mass
→
min
σ
max
6
[
σ
] ;
P
min
i
6
P
i
6
P
max
i
,
i
= 1
, . . . ,
N
P
,
где
mass
—
масса конструкции;
σ
max
—
максимальное напряжение;
[
σ
]
—
допускаемое напряжение;
P
i
—
параметры;
N
P
—
число параме-
тров.
В задаче оптимизации целесообразно ввести ряд ограничений на
напряжения в конструкции. Требование обеспечить заданную долго-
вечность накладывает ограничение на максимальные напряжения в
галтелях замкового паза для титанового сплава ВТ8
[
σ
]
≈
710
МПа.
Контактные напряжения ограничены допустимым напряжением смя-
тия
[
σ
см
]
≈
330
МПа. Конструкция соединения рассматривалась при
постоянной температуре под действием центробежной нагрузки.
Успех решения задачи оптимизации определяется правильно вы-
бранной схемой параметризации модели [2, 5]. Увеличение количе-
ства параметров расширяет область поиска оптимального решения,
Рис. 3. Структура взаимодействия между модулями в задаче оптимизации фор-
мы и размеров конструкции
200
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2012