基于ESO的罗茨泵叶轮拓扑优化设计

• 作者: 周翔 张翔 赖喜德 陈小明
• 来源期刊: 排灌机械工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 罗茨泵 拓扑优化 渐进结构优化 有限元 结构突变
• 年，卷（期）: 2013,（9）
• 所属期刊栏目: 泵理论与技术
• 页码范围: 752-757
• 页数: 6页
• 分类号: S277.9|TH36
• 字数: 3335字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-8530.2013.09.004

摘要

针对大流量和高转速罗茨泵的运行特点,应用进化结构优化算法(ESO)对双叶罗茨泵叶轮进行结构拓扑优化.对优化过程中出现的结构突变现象,提出基于奇异单元联结特征的筛选和删除算法,在此基础上对ESO算法进行改进,确保了优化过程的连续性与稳定性.采用Ansys参数化设计语言APDL,编程以实现改进后的ESO算法.通过区间逼近并结合优化程序可视化进程确定初始删除率允许区间,在该区间内,分别以5种不同初始删除率对受到1 500 r/min惯性载荷的罗茨泵叶轮进行优化,对不同的优化结果进行性能参数指标分析、筛选,获得了合理的叶轮拓扑结构.有限元对比分析表明:新结构在受惯性力作用时其应力分布更为均匀,材料利用率显著提高,优化后新结构的最大应力、应变、位移分别较原叶轮结构减小17.7％,17.5％,18.7％;质量较原叶轮结构减小55％,大大提高了罗茨泵在高转速、大流量运行工况下的安全性和稳定性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	赖喜德	西华大学能源与环境学院	151	695	14.0	18.0
2	陈小明	西华大学能源与环境学院	20	52	3.0	7.0
3	张翔	西华大学能源与环境学院	20	50	5.0	6.0
4	周翔	西华大学能源与环境学院	3	4	1.0	2.0