(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210645707.2 (22)申请日 2022.06.09 (71)申请人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区10 0084信箱82 分箱清华大学专利办公室 (72)发明人 王辉　王泽生　梁嘉炜　彭景光　 吴动波　 (74)专利代理 机构 北京纪凯知识产权代理有限 公司 11245 专利代理师 朱燕鸥 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) F01D 5/06(2006.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种主从因素综合分析的转子堆叠装配优 化方法 (57)摘要 本发明公开了一种主从因素综合分析的转 子堆叠装配优化方法， 包括步骤： 基于转子堆叠 误差传播规律和不平衡量叠加机理建立转子堆 叠精度预测模 型的优化方法， 基于所述转子堆叠 精度预测模型的优化方法得到初步优化装配相 位； 基于所述初步优化装配相位， 分别对每级转 子进行装配过盈量分析， 得到离散过盈量函数； 对所述离散过盈量函数做离散傅里叶变换， 得到 离散频谱能量函数； 根据所述离散频谱能量函数 构造优化目标函数； 根据所述优化目标函数以及 所述初步优化装配相位得到最终的优化装配相 位。 所述主从因素综合分析的转子堆叠装配优化 方法达到转子装配后， 同心度小、 减少振动， 提高 航空发动机装配效率的目的。 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 CN 114970034 A 2022.08.30 CN 114970034 A 1.一种主从因素综合分析的转子堆叠装配优化方法， 其特 征在于， 包括 步骤： 基于转子堆叠误差传播规律和不平衡量叠加机理建立转子堆叠精度预测模型的优化 方法， 基于所述 转子堆叠精度预测模型的优化方法得到初步优化装配相位； 基于所述初步优化装配相位， 分别对每相邻两级转子之间的装配进行装配过盈量分 析， 得到离散过盈量 函数； 对所述离 散过盈量 函数做离 散傅里叶变换， 得到 离散频谱能量 函数； 根据所述离 散频谱能量 函数构造优化目标函数； 根据所述优化目标函数以及所述初步优化装配相位得到最终的优化装配相位。 2.根据权利要求1所述的主从因素综合分析的转子堆叠装配优化方法， 其特征在于， 所 述初步优化装配相位 为： 式(1)中， N为转子组件的总级数， m为相邻两级转子之间装配相位的个数， θn为第n级转 子组件与第n+1级转子组件之间的初步优化装配相位， θ表示一组转子的装配相位参数， 为每相邻两种装配相位之间的相位差 。 3.根据权利要求1所述的主从因素综合分析的转子堆叠装配优化方法， 其特征在于， 基 于所述初步优化装配相位， 分别对每相邻两级转子之间的装配进行装配过盈量分析， 得到 离散过盈量 函数具体为： 测量每级转子的前安装边止口径向跳动数据和后安装边止口径向跳动数据； 根据所述前安装边止口径向跳动数据、 后安装边止口径向跳动数据以及所述初步优化 装配相位建立 转子止口表面形貌变化曲线； 令相邻两级转子安装边的所述转子止口表面形貌变化曲线的最小二乘圆圆心重合， 对 于第i级转子装配， 在 范围内， 根据配合止口的 表面形貌变化曲线积分计算过盈量或间隙量， 得到 离散过盈量 函数。 4.根据权利要求1所述的主从因素综合分析的转子堆叠装配优化方法， 其特征在于， 所 述离散过盈量 函数为： 其中， δi(nθ1)表示第i级 转子与第i+1级转子之间的装配在 范围内 的离散过盈量； ρ1( θ )， ρ2( θ )分别代表外柱面和内柱面对应的转子止口表面 形貌变化曲线在 以相配合两级转子表 面形貌曲线最小二乘圆圆心 为原点建立的极坐标系下的函数关系， 其 形式与第i级转子与第i+1级转子之间的装配相位θi相关， 为常数， n＝0， 1， ...， m ‑1 为离散过盈量 函数的自变量。 5.根据权利要求1所述的主从因素综合分析的转子堆叠装配优化方法， 其特征在于， 对权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114970034 A 2所述离散过盈量函数做离散傅里叶变换， 得到离散频谱能量函数具体为： 对所述离散过盈 量函数δi(nθ1)在 范围内做离散傅里叶变换， 得到离散频谱能量函数Δi(k ω1)， 所述Δi(kω1)为公式(3)所示： 式(3)中其中k＝0， 1， ...， m ‑1为离散频谱能量函数的自变量， j表示虚数单位， 为常数， i ＝1， 2， ...， N‑1。 6.根据权利要求5所述的主从因素综合分析的转子堆叠装配优化方法， 其特征在于， 根 据所述离 散频谱能量 函数构造优化目标函数 具体为： 取能量临界值E， 当Δi(1)＞E时， 认为接触应力分布不均主要由频率为ω＝ω1的部分 引起， 此装配相位不可取， 当Δi(1)＜E时， 认为接触应力分布不均主要由频率ω＞ω1的部 分引起， 以高频能量的最大值 为优化目标， 构造优化目标函数fi( θi)。 7.根据权利要求6所述的主从因素综合分析的转子堆叠装配优化方法， 其特征在于， 所 述优化目标函数fi( θi)如下： 其中， fi( θi)为分段函数， 当|Δi(1)|为离散频谱能量函数Δi(kω1)在k＝1时的模， | Δi(1)|＞E时取 ‑|Δi(1)|， 当|Δi(1)|≤E时取Δi(kω1)在k≠1时模的最大值， θi表示第i 级转子与第i+1级转子之间的装配相位， 由于离散过盈量函数的表达 式中ρ1( θ )， ρ2( θ )的形 式依赖于θi的取值， 因此改变θi可以得到不同的优化目标函数值。 8.根据权利要求7所述的主从因素综合分析的转子堆叠装配优化方法， 其特征在于， 对 第i级转子装配， 取 范围内的装配相位分别计算优化目标函数fi( θ )值， 当fi( θ )值不全为负时， 取fi( θ )值最小的装配相位θ作为最终优化装配相位， 当该范围内的 七组fi( θ )值全为负值时， 取fi( θ )值绝对值最小的装配相位θ作为 最终优化装配相位。 9.一种主从因素综合分析的转子堆叠装配优化装置， 其特 征在于， 包括： 第一处理单元， 用于基于转子堆叠误差传播规律和不平衡量叠加机理建立转子堆叠精 度预测模型的优化方法， 基于所述转子堆叠精度预测模型的优化方法得到初步优化装配相 位； 第二处理单元， 用于基于所述初步优化装配相位， 分别对每级转子进行装配过盈量分 析， 得到离散过盈量 函数； 第三处理单元， 用于对所述离散过盈量函数做离散傅里叶变换， 得到离散频谱能量函 数； 第四处理单元， 用于根据所述离 散频谱能量 函数构造优化目标函数； 第五处理单元， 用于根据所述优化目标函数以及所述初步优化装配相位得到最终的优 化装配相位。 10.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 存储有计算机指令， 所述计算机指令用于权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114970034 A 3