[发明专利]航空发动机机匣法兰连接结构的设计方法和装置

权利要求书

1.一种航空发动机机匣法兰连接结构的设计方法，包括：

根据多组外部载荷组合矩阵Fi和法兰连接结构参数矩阵Li的样本数据集，建立外部载荷组合矩阵F和法兰连接结构参数矩阵L的模糊预测模型，法兰连接结构参数矩阵Li、L包括设计结构尺寸、加工尺寸、装配尺寸；

根据输入的第一外部载荷组合矩阵F1，通过已建立的模糊预测模型，生成极限法兰连接结构参数矩阵L1；

验证极限法兰连接结构参数矩阵L1是否符合设计要求；

如果L1符合设计要求，输出极限法兰连接结构参数矩阵L1。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

如果L1不符合设计要求，利用修正系数对极限法兰连接结构参数矩阵L1进行修正，得到修正法兰连接结构参数矩阵L2；

验证修正法兰连接结构参数矩阵L2是否符合设计要求；

如果L2符合设计要求，输出修正法兰连接结构参数矩阵L2；

如果L2不符合设计要求，继续执行修正步骤和验证步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用修正系数对极限法兰连接结构参数矩阵L1进行修正包括：

对极限法兰连接结构参数矩阵L1乘以矩阵元素大于1的修正系数矩阵，得到修正法兰连接结构参数矩阵L2。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：采用以下方法获取样本数据集：

根据任意给定的法兰连接结构参数矩阵Li，采用仿真和试验方法确定给定Li所对应的极限工况下的外部载荷组合矩阵Fi，极限工况下的外部载荷组合矩阵Fi所对应的给定Li为极限工况下的法兰连接结构参数矩阵，将给定的法兰连接结构参数矩阵Li和确定的极限工况下的外部载荷组合矩阵Fi作为一组样本数据；

重复上述方法，建立多组外部载荷组合矩阵Fi和法兰连接结构参数矩阵Li的样本数据集。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立外部载荷组合矩阵F和法兰连接结构参数矩阵L的模糊预测模型，包括：

对样本数据集进行归一化处理；

根据归一化的样本数据集，建立外部载荷组合矩阵F和法兰连接结构参数矩阵L的模糊预测模型；

利用优化算法对建立的模糊预测模型的参数进行优化；

计算模糊预测模型的预测误差，输出预测误差满足要求时的模糊预测模型。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

采用支持向量机学习算法或神经网络学习算法，根据归一化的样本数据集，建立外部载荷组合矩阵F和法兰连接结构参数矩阵L的模糊预测模型；

采用模拟退火优化算法或遗传优化算法，对建立的模糊预测模型的参数进行优化。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，计算模糊预测模型的预测误差，包括：

设定预测值与实际值之间误差的目标函数，目标函数是总样本数的平均误差值或标准差值，设定误差阈值；

基于目标函数计算预测误差；

将预测误差与误差阈值进行比较，若预测误差大于误差阈值，则重复模型优化步骤，若预测误差小于或等于误差阈值，则输出此时的模糊预测模型。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，

外部载荷组合矩阵F包括：轴向力Fa、径向力Fr和扭矩T；

或者，

法兰连接结构参数矩阵L包括：螺栓规格、螺栓数量、螺栓孔分布圆直径、螺栓孔直径、螺栓孔分布圆中心至法兰安装边上下边缘距离、安装边厚度、法兰安装边配合处圆角倒角尺寸、止口定心接触段长度。

9.一种航空发动机机匣法兰连接结构的设计装置，包括：

存储器；

以及

耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行权利要求1-8中任一项所述的航空发动机机匣法兰连接结构的设计方法。