分流板机构是在组合循环进气道模态转换装置中的重要机构,承担着调节上下流道进气量及完成模态转换的重要任务。由于分流板机构要承受高马赫数的气体的冲击,因此需要对分流板机构进行多目标优化以使其性能达到最优。综合考虑了其结构参数对系统固有频率、强度及弹性变形的影响,得到了多目标优化最优解,为本类特种环境下气体分流机构的前期综合设计与产品优化更新提供了参考。本文主要包括以下内容:首先,根据进气道分流装置的设计要求对机构进行初步设计,并对后续机构优化设计过程需要的理论进行阐述。在考虑制造成本机构死点以及可靠性之后,在多种方案中选择弧线导轨式平行四边形机构作为研制方案。考虑运动副间隙建模方法以及应力-强度干涉模型,应用一次二阶矩法,建立了分流板机构的运动精度可靠性函数,分析了机构在不同的运动副间隙下的运动精度可靠性。其次,使用Euler–Bernoulli梁模型,应用达朗贝尔原理建立变截面构件分流板的弯曲振动自由方程。使用工程软件ANSYS计算了设计参数对分流板固有频率的影响,拟合出结构参数与固有频率之间的数学关系。根据流场稳态特性对分流板构件进行了受力分解,使用积分法与叠加法求得了分流板构件的挠曲线数学表达式,使用ANSYS工程软件对提出的挠度计算表达式进行了验证。最后,建立分流板多连杆机构的多目标优化数学模型并得到参数的优化结果。使用NSGA-II算法对其求得多个目标函数的帕累托最优解集,运用AHP方法建立各个目标函数的优先级矩阵,并根据1-9标度法确定了功能评价系数,最终得到各个目标函数互相牵制下最优的结果。由以上优化结构参数,对所研机构进行产品设计、加工制造,最终进行了进气道模态转换风洞试验,采用高速摄像机记录分流过程,进一步验证了其在严苛实验环境下的稳定性与精度。