(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 202110189310.2 (22)申请日 2021.02.19 (71)申请人 中国航发商用航空发动机有限责任 公司 地址 200241 上海市闵行区莲 花南路3998 号 (72)发明人 钱鹏　赵芝梅　陈政　 (74)专利代理 机构 中国贸促会专利商标事务所 有限公司 1 1038 专利代理师 许蓓 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 20/10(2019.01) G06N 7/02(2006.01)G06N 7/06(2006.01) G06F 111/06(2020.01) (54)发明名称 航空发动机机匣法兰连接结构的设计方法 和装置 (57)摘要 本公开提出一种航空发动机机匣法兰连接 结构的设计方法和装置， 涉及航空发动机领域。 该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F 1， 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； 如果符合， 输出极限法兰连接结构参数矩阵 L1。 在设计中， 综合考虑满足外部载荷的设计结 构尺寸、 加工尺寸、 装配尺寸， 减少设计的反复迭 代次数， 提高设计效率。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 114969991 A 2022.08.30 CN 114969991 A 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；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114969991 A 2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。 10.一种航空发动机 机匣法兰连接结构的设计装置， 包括： 模型建立模块， 被配置为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L i、 L包括设计结构尺寸、 加工尺寸、 装配尺寸； 模型预测模块， 被配置为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； 验证模块， 被 配置为验证极限法兰连接结构参数矩阵L1是否符合设计要求； 输出模块， 被 配置为如果 L1符合设计要求， 输出极限法兰连接结构参数矩阵L1。 11.一种非瞬时性计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 该程序被处理器执行 时实现权利要求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的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114969991 A 3