冀春俊 徐浩 孙琦 孙淼

（大连理工大学能源与动力学院）

基于Kriging模型的快速拆装叶轮轮盘多目标优化设计

冀春俊 徐浩 孙琦 孙淼

（大连理工大学能源与动力学院）

为了降低叶轮安装端面变形量以及减轻叶轮质量，对快速拆装形式的叶轮轮盘结构进行多目标优化设计，使用拉丁超立方试验设计和有限元分析生成初始样本数据并构造出Kriging近似模型，运用遗传算法对近似模型进行寻优。对优化后的参数值进行工程取整并进行有限元分析得出叶轮轮盘结构设计模型，最终优化结果显示叶轮质量减小了15%，叶轮摩擦端面轴向变形量降低了29%。优化后的叶轮模型可提高拉杆螺栓连接转子结构的可靠性。

快速拆装叶轮；优化设计；Kriging模型

0 引言

离心压缩机在石油、化工和造纸等国民生产领域中有着广泛应用。随着离心压缩机向着小流量、高速化方向发展，对叶轮提出越来越高的设计要求，叶轮结构设计的好坏直接影响着整个机组的可靠性[1]。在现代高性能叶轮设计中，优化设计是必不可少的工作，由于离心叶轮的叶片形状设计是在气动设计中完成，因此对叶轮形状设计主要针对轮盘。目前对离心叶轮进行结构优化主要是降低应力、减轻质量和整体变形量，此外对不同安装形式的叶轮其装配工艺的优化同样重要[2]，但是这些方面又存在相互制约的关系，因此有必要使用优化设计的方法来平衡设计之间的冲突。

Kriging模型的数学思想是在20世纪初随着经典统计学理论逐渐形成的，第一次成功运用是地质学家DanieKrige进行地质情况模拟及矿产分析。……