(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 202211122146.4 (22)申请日 2022.09.15 (71)申请人 太仓点石航空动力有限公司 地址 215400 江苏省苏州市太 仓市大连东 路36号-27 (72)发明人 薛园园　代钰　赵运生　丁建国　 蔡显新　 (74)专利代理 机构 常州佰业腾飞专利代理事务 所(普通合伙) 32231 专利代理师 张励 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 一种轴流叶片频率优化方法、 系统及 存储介 质 (57)摘要 本发明公开了一种轴流叶片频率优化方法， 包括： 采用多项式确定叶片沿叶高分布； 采用n个 高斯函数的加权和作为叶片频率优化的目标函 数； 根据给定的激振 频率及有限元计算的叶片固 有频率计算目标函数； 修改设计变量进行优化迭 代， 使各阶振动裕度均大于设定值。 通过反复寻 找叶片厚度沿叶高的最优分布， 使各阶振动裕度 均能满足设计要求。 该方法可有效地使叶片固有 频率避开共振区， 避免叶片有害振动的发生。 当 初始有多个共振裕度不足时， 更能体 现本方法的 优越性。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 115470585 A 2022.12.13 CN 115470585 A 1.一种轴流叶片频率优化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S01： 采用多 项式确定叶片沿叶高分布； S02： 采用n个高斯 函数的加权和作为叶片频率优化的目标函数； S03： 根据给定的激振频率及有限元计算的叶片固有频率计算目标函数； S04： 修改设计 变量进行优化迭代， 使各阶振动裕度均大于设定值。 2.根据权利要求1所述的轴流叶片频率优化方法， 其特征在于， 所述步骤S01中叶片沿 叶高分布： 其中， m为多 项式的项数， j为固有频率阶次， aj为多项式系数， z为归一 化叶高。 3.根据权利要求2所述的轴流叶片频率优化方法， 其特 征在于， 所述S01之后还 包括： 首先给定m个归一 化叶高处的叶片最大厚度值： h(zj)max＝hj 将其代入(1)式， 构成m个线性方程组， m个未知数aj； 求解该线性方程组得到系数aj。 4.根据权利要求1所述的轴流叶片频率优化方法， 其特征在于， 所述步骤S02中叶片频 率优化的目标函数： 式中： n为需考虑的共振裕度的个数， wi为加权系数， σk为第k个激振频率对应的共振频 率禁区方差， fkj为与第k个激振频率对应节 径的第j阶固有频率， fek为第k个激振频率。 5.根据权利要求4所述的轴流叶片频率优化方法， 其特征在于， 所述步骤S02中选择m个 归一化叶高处的叶片最大厚度值 为设计变量H＝[h1  …  hm]T； 约束条件如下： HU‑H≥{0} H‑HL≥{0} 其中， HU为H的取值上限， HL为H的取值下限。 6.根据权利要求1所述的轴流叶片频率优化方法， 其特征在于， 所述步骤S03中叶片固 有频率计算方法包括： S31： 生成叶片造型 所需的参数， 所述 参数包括叶型最大厚度； S32： 采用现有的叶片造型程序进行叶片造型， 获得叶型 数据； S33： 根据叶型 数据划分叶片有限元网格； S34： 采用有限元法对给定转速下的叶片进行几何非线性分析， 获得叶片的应力分布， 计算叶片固有频率。 7.一种计算机存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序被执行 时实现权利要求1 ‑6任一项所述的轴流叶片频率优化方法。 8.一种轴流叶片频率优化系统， 其特 征在于， 包括： 叶片沿叶高分布构建模块， 采用多 项式确定叶片沿叶高分布； 目标函数构建模块， 采用n个高斯 函数的加权和作为叶片频率优化的目标函数；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115470585 A 2计算模块， 根据给定的激振频率及有限元计算的叶片固有频率计算目标函数； 优化迭代模块， 修改设计 变量进行优化迭代， 使各阶振动裕度均大于设定值。 9.根据权利要求8所述的轴流叶片频率优化系统， 其特征在于， 所述叶片 沿叶高分布构 建模块构建的叶片沿叶高分布： 其中， m为多 项式的项数， j为固有频率阶次， aj为多项式系数， z为归一 化叶高。 10.根据权利要求8所述的轴流叶片频率优化系统， 其特征在于， 所述目标函数构建模 块构建的叶片频率优化的目标函数： 式中： n为需考虑的共振裕度的个数， wi为加权系数， σk为第k个激振频率对应的共振频 率禁区方差， fkj为与第k个激振频率对应节 径的第j阶固有频率， fek为第k个激振频率。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115470585 A 3