基于粒子群智能优化算法的板弹簧特性优化研究

来源：核动力工程杂志2021年第5期北京时间：

作者：何大明, 李垣明, 蒲曾坪, 吴兴文, 李伟

单位：1.中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室，成都，610213；2.西南交通大学机械工程学院，成都，610031；3.西南交通大学牵引动力国家重点实验室，成都，610031；

摘要：板弹簧是核电厂反应堆燃料组件的重要部件，其性能好坏直接关系燃料组件的服役安全性。本文考虑板弹簧材料弹塑性本构关系和大变形等复杂非线性因素，利用ANSYS软件对板弹簧进行了多尺寸耦合约束下的参数化建模，实现了模型几何、六面体网格和接触对的自动建立，并以此分析了板弹簧关键参数对板弹簧特性的影响。基于MATLAB并行计算库，构建了基于粒子群智能优化算法的板弹簧特性多参数优化平台，以板弹簧设计刚度曲线和最小塑性变形为目标，对板弹簧板厚、变截面位置和圆弧过渡区形式进行了优化。结果表明，基于粒子群的板弹簧多参数智能优化算法，可以显著提升板弹簧的设计效率；在给定板弹簧设计目标曲线和板弹簧参数范围内，该算法可以在较少的迭代次数内获得满足设计目标的结构参数，对核反应堆板弹簧工程设计具有较好的指导意义。

关键词：板弹簧, 粒子群智能优化算法, 刚度曲线