(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 202210771336.2 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 东北大学 地址 110819 辽宁省沈阳市和平区文化路 三巷11号 (72)发明人 罗忠　刘凯宁　李雷　孙凯　 周吉来　周广泽　王云雷　 (74)专利代理 机构 大连东方专利代理有限责任 公司 21212 专利代理师 李洪福 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种基于数据驱动 的鼠笼式弹性支承结构 刚度计算方法 (57)摘要 本发明提供了一种基于数据驱动 的鼠笼式 弹性支承结构刚度计算方法， 涉及航空发动机技 术领域， 包括如下步骤： 将鼠笼笼条视为两端固 支的等截面梁， 得出鼠笼笼条的原始刚度计算公 式， 建立鼠笼笼条截面坐标系， 进一步考虑笼条 弧度角影响， 得到改进后的刚度计算公式； 在所 述改进后的鼠笼笼条刚度计算公式中引入修正 系数， 得到修正后刚度计算公式； 根据鼠笼笼条 的修正后刚度计算公式计算得到鼠笼刚度。 本发 明的目的是根据鼠笼笼条真实截面形状得到鼠 笼式弹性支承 结构刚度公式， 将笼条截面形状视 为扇形之差， 考虑笼条弧度角以及工艺结构对刚 度的影响， 得到适用于较大弧度角情况下的鼠笼 刚度计算公 式， 提高航空发动机弹性支承刚度计 算结果准确性。 权利要求书2页 说明书9页 附图3页 CN 115169035 A 2022.10.11 CN 115169035 A 1.一种基于数据驱动的鼠笼式弹性支承结构刚度计算方法， 其特征在于， 包括如下步 骤： 将鼠笼笼条视为两端固支 的等截面梁， 得出鼠笼笼条的原始刚度计算公式， 建立鼠笼 笼条截面坐标系， 所述鼠笼 笼条截面坐标系包括圆心坐标系和形心坐标系； 将所述鼠笼笼条截面形状视为两个半径不等的同心扇形之差， 根据扇形关于过圆心坐 标系的x轴惯性矩， 得 出笼条截面关于过 形心坐标系的xc轴惯性矩公式； 将所述鼠笼笼条截面形状划分为三部分， 分别求解该三部分关于鼠笼笼条截面坐标系 中y轴的惯性矩公式后相加得到鼠笼 笼条截面关于截面 坐标系中y轴的截面惯性矩公式； 将所述笼条截面关于过形心坐标系xc轴的惯性矩公式和截面坐标系中y轴的截面惯性 矩公式带入至鼠笼 笼条的原始刚度计算公式 中， 得到鼠笼 笼条的改进刚度计算公式； 在所述鼠笼笼条的改进刚度计算公式中引入修正系数， 得到鼠笼笼条的修正后刚度计 算公式； 根据鼠笼 笼条的修正后刚度计算公式计算得到鼠笼刚度。 2.根据权利要求1所述的基于数据驱动的鼠笼式弹性支承结构刚度计算方法， 其特征 在于， 所述鼠笼笼条截面坐标系的建立方法为： 将所述鼠笼笼条截面形状视为两个半径不 等的同心扇形之差， 以两个扇形的圆心为坐标系圆心， 以过圆心的水平线为x轴， 以过笼条 截面的形心的垂线为y轴， 以过 笼条截面的形心的水平线为xc轴。 3.根据权利要求1所述的基于数据驱动的鼠笼式弹性支承结构刚度计算方法， 其特征 在于， 获取 笼条截面关于过 形心坐标系xc轴的惯性矩公式的具体步骤为： 根据所述鼠笼笼条截面坐标系和惯性矩定义， 得出扇形关于过圆心坐标系的惯性矩公 式； 根据所述扇形关于过圆心坐标系的惯性矩公式， 将鼠笼笼条截面视为两个扇形之差， 得出鼠笼笼条截面关于过圆心坐标系的惯性矩公式； 将所述鼠笼笼条截面关于过圆心坐标系的惯性矩公式， 根据惯性矩平行移轴定理结合 xc轴与x轴的垂直距离， 得 出笼条截面关于过 形心坐标系xc轴的惯性矩公式。 4.根据权利要求1所述的基于数据驱动的鼠笼式弹性支承结构刚度计算方法， 其特征 在于， 获取鼠笼 笼条截面关于截面 坐标系中y轴的截面惯性矩公式的具体步骤为： 根据鼠笼笼条截面形状特点将鼠笼笼条截面分为两端的第 一部分、 第 三部分和中间的 第二部分， 使第一部分和第三部分边数为 最小； 将所述第一部分和第三部分视为三角形， 根据惯性矩的定义， 得到第一部分的计算公 式和第三部分的计算公式； 根据惯性矩定义得到第二部分 关于y轴的截面惯性矩公式； 将所述第一部分的计算公式和第 三部分的计算公式和第 二部分关于y轴的截面惯性矩 公式相加求代数和， 得到笼 条截面关于y轴的截面惯性矩公式。 5.根据权利要求1所述的基于数据驱动的鼠笼式弹性支承结构刚度计算方法， 其特征 在于， 所述 修正系数基于数据驱动方法通过三维拟合刚度比值获得。 6.根据权利要求1所述的基于数据驱动的鼠笼式弹性支承结构刚度计算方法， 其特征 在于： 所述笼条截面关于过 形心坐标系xc轴的惯性矩公式为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115169035 A 2其中： Ix表示鼠笼截面关于过圆心x轴的截面惯性矩， Ixc表示鼠笼笼条截面关于过形心 x轴的截面惯性矩， yc表示笼条截面的形心距离圆心的垂直偏 移距离， SA表示笼条截面面积， R表示笼条外径， r 表示笼条内径， θ表示扇形弧度角的一半； 所述关于截面 坐标系中y轴的截面惯性矩公式为： 所述改进后的鼠笼刚度计算公式为： 其中： K1表示改进后鼠笼刚度， E表示材料弹性模量， L表示笼条长度， n表示鼠笼笼条个 数， 表示从竖直方向上 方开始第i个笼 条与水平线的夹角 7.根据权利要求1所述的基于数据驱动的鼠笼式弹性支承结构刚度计算方法， 其特征 在于， 所述鼠笼 笼条的修正后刚度计算公式为： 式中， Kr＝p+p1·(R‑r)+p2·θ +p3·(R‑r)2+p4·(R‑r)·θ 其中： n表示鼠笼笼条数目， L表示鼠笼笼条长度， E是弹性模量， R表示笼条外径， r表示 笼条内径， θ表示扇形弧度角的一半， 表示从竖直方向上方开始第i个笼条与水平线的夹 角 p、 p1、 p2、 p3、 p4为拟合待定参数， 分别为1.06、 ‑1.93×10‑2、‑4.2 ×10‑2、‑2.9×10‑3、 1.2×10‑3。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115169035 A 3