装配是航空发动机制造的最终阶段,也是核心环节,装配质量直接影响发动机的服役性能。高/低压转子是航空发动机的主要部件,工作时经常处于高温高压的快速旋转状态,如果装配精度过低,会导致运行时转子间振动或碰磨,甚至发生故障,影响发动机可靠性与稳定性。发动机转子结构精密,装配工艺复杂,论文结合项目需求主要考虑高/低压栓接转子装配时的主要步骤:安装相位调整和连接螺栓拧紧。同心度是评价多级转子装配精度的重要指标,本文首先基于实测跳动数据建立转子装配后同心度计算模型,以预测结果为目标函数,安装相位为控制变量,推导多级转子装配精度优化方程,并通过改进后的遗传算法求解优化方程,获得各级转子装配相位,改善转子的装配精度。得到相位后,装配的下一步是螺栓拧紧。本文针对螺栓拧紧工艺,从单螺栓和螺栓组拧紧两方面进行改进。利用有限元分析拧紧顺序、遍数和步长的影响,并通过实验验证,得到螺栓组拧紧工艺设计的原则。本主要研究内容如下:针对转子装配第一步安装相位的确定展开研究。首先以同心度为评价量,分析某一确定相位下转子装配误差的获取方法,本文提出了基于微观形貌数据的特定相位下转子装配偏差计算方法。此方法根据转子特有的止口配合结构,分别在轴向和径向方向计算偏心、偏斜,并建立堆叠过程中基于坐标变换的装配连接模型,由各级转子的偏差量在相应的坐标系中传递和积累,提取出多级转子整体不同心度。此外,通过实验验证了基于跳动数据的误差预测结果的准确性。随后考虑多级转子的装配相位优化,通过引入上述装配精度预测模型,结合转子结构约束特点,建立面向转子同心度的相位优化方程。结合问题特点和优化方程形式调整遗传算法的算子和参数,并使用改进后算法对某转子实测数据进行相位优化,分析优化方法的结果精确程度和求解效率。分析遗传算法相位优化结果发现,以转子不同心度为优化目标时,会出现中间级转子同心度超差现象,即转子整体同轴度误差过大。针对此问题,研究面向转子同轴度的多级转子装配相位优化方法,在装配相位优化方程中加入同轴度约束。此外,设计分阶/自适应动态惩罚函数,作为遗传算法的罚函数项,使算法适用于同轴度优化问题。通过算法求解实例获得优化后相位,并验证优化结果。确定安装相位后,考虑转子连接中的拧紧过程。重点研究在航发转子螺栓组拧紧时,通过改善拧紧工艺,获得分散性更低的最终预紧力。首先分析单螺栓拧紧工艺,包括确定目标预紧力的计算方法,对比扭矩法和扭矩转角法的优劣。此外,基于螺栓组有限元模型,仿真拧紧时的弹性相互作用,得出螺栓组拧紧顺序/遍数/步长对最终预紧力的影响规律。对比仿真分析和试验结果,分析上述各因素对最终预紧力分散性的实际影响,总结多螺栓拧紧工艺设计要点。