随着航空发动机性能的不断提升和工作稳定性要求的日益苛刻，优选航空发动机转子系统逐渐呈现出柔性化和复杂化的特点。要设计出满足要求并付诸工程应用的转子系统，一个主要的制约因素就是如何减小转子系统的振动。减小振动一般以减小振幅为主要目标，但是对于日益复杂的转子系统，转子设计过程中存在多个调整目标、大量的可变参数和条件，使得设计或调整的过程变得十分繁杂浩大。单纯依靠验证性的传统设计思路已经不能满足现阶段的设计需求，迫切需要一种很优的设计方法，对实际转子系统的振动水平进行优化设计。针对航空发动机转子系统的特性，本文利用多学科优化技术，对高速柔性转子系统进行了数值模拟、优化设计和实验研究，旨在将优化设计融入转子的设计过程中，从而提高转子设计的效率，提升转子运行的安全性。

黄晶晶，女，博士，西安石油大学讲师，主要作品有《双盘转子系统优化算法与实验双盘转子系统优化算法与实验》、《基于第二代非支配排序遗传算法的转子优化设计》、《双盘转子系统动力特性分析及优化设计》等。

1.1研究背景和意义1.2国内外研究进展1.2.1转子动力学研究历史和现状1.2.2转子优化设计研究历史和现状1.3研究内容和结构第2章转子系统的优化策略及流程2.1多目标优化2.1.1向量的自然序2.1.2解的占优关系2.1.3Pareto最优解和Pareto前沿2.2优化策略确定2.2.1优化目标的确定2.2.2优化变量的确定2.2.3优化约束的确定2.3优化流程设计2.3.1iSIGHT对优化问题的表达2.3.2优化流程2.4小结第3章优化过程的实现3.1转子动力特性分析3.1.1模型建立3.1.2模态分析3.1.3瞬态响应分析3.2转子系统变形能3.2.1变形能计算的力学基础3.2.2发动机转子变形能的实际计算3.3Ansys与iSIGHT接口技术3.4优化算法的选择3.4.1NSGAⅡ优化算法3.4.2优化三要素3.4.3优化结果3.4.4实验验证3.5小结第4章不同支点布局的双盘转子系统优化设计4.1军、民用航空发动机转子系统支承方案分析4.1.1军用发动机转子系统支承方案4.1.2民用发动机转子系统支承方案4.2转子系统支点布局优化设计4.2.1101支承方案下的转子系统动力特性分析及优化设计4.2.2011支承方案下的转子系统动力特性分析及优化设计4.2.3110支承方案下的转子系统动力特性分析及优化设计4.2.4020支承方案下的转子系统动力特性分析及优化设计4.2.5四种支承方案优化效果比较（表412）4.3小结第5章转子系统支承特性与位置优化设计5.1支承结构5.1.1中介轴承5.1.2挤压油膜阻尼器5.1.3弹性支座5.2支承刚度的优化5.2.1支承刚度K1的优化5.2.2支承刚度K2的优化5.2.3支承刚度K1和K2的优化5.2.4支承刚度优化结果比较5.3支承位置的优化5.3.1支承1位置K1_P的优化及实验验证5.3.2支承2位置K2_P的优化5.3.3支承位置K1_P、K2_P的优化及实验验证5.3.4支承位置优化结果的比较5.4支承阻尼的优化5.5小结第6章转子系统转子质量与刚度分布优化设计6.1转盘位置的优化6.1.1转盘位置Disk1_P的优化及实验验证6.1.2转盘位置Disk2_P的优化及实验验证6.1.3转盘位置Disk1_P和Disk2_P的优化及实验验证6.2转盘质量的优化6.3转子系统质量分布的优化6.4转轴半径的优化6.5小结第7章动力涡轮模拟转子系统优化设计7.1动力涡轮模拟转子AR1的动力特性计算及其优化7.1.1模型分析7.1.2模态分析 7.1.3稳态不平衡响应7.1.4动力涡轮模拟转子AR1优化方案7.1.5输出轴材料为40CrNiMoA的优化结果7.1.6输出轴材料为GH4169的优化结果7.2动力涡轮模拟转子AR2的优化及其实验验证7.2.1模型分析7.2.2模态分析7.2.3动力涡轮模拟转子AR2的优化方案7.2.4动力涡轮模拟转子AR2的优化结果7.2.5动力涡轮模拟转子AR2优化结果实验验证7.3动力涡轮模拟转子AR2理论最优分析7.4小结第8章总结与展望8.1工作总结8.2主要创新点8.3研究展望参考文献