Най-нови постижения в анализирания надеждност на ротационните системи на авиодвигателите

Като ключов вращащ се компонент на аеродвигател, ротационната система работи в жесток средовен режим с висока температура, високо налягане и висока скорост за продължителен период от време и трябва да отговаря на поредица изисквания, както например дълъг срок на служба, лек вес и висока надеждност. Под влиянието на множество случайни фактори като многополни натоварвания, свойства на материалите и параметри на модела, реакцията на системата по отношение на механичното напрежение-деформация и умората често показва голяма дисперсия. Точната оценка на неуспеха и анализът на надеждността са ставали ключови технологии при разработването на нови аеродвигатели. В тази статия първоначално се разглеждат най-често използваните методи за анализ на надеждността и техните моделиращи идеи, като се представят няколко frontier метода за заместващи модели; след това, взимайки типична турбинна ротационна система като пример, се анализират предимствата, недостатъците и ограниченията на някои често използвани методи за анализ на надеждността. Резултатите от анализа показват, че методът на заместващите модели има голям потенциал за високопrecизни прогнози и без нужда от големи симулационни пресмятания. Става ясно, че технологията за извличане на проби, формата на модела и стратегията за неговото създаване са ключови елементи, които влияят върху точността и ефективността на заместващия модел, посочвайки бъдещото посока за развитие при прилагането на метода на заместващи модели в анализа на надеждността на ротационните системи.

Приблизителен аналитичен метод/цифров метод на симулация:  Този преглед систематично представя приблизителни аналитични методи като първият и вторият метод за надеждност, както и цифрови методи на симулация, представени от метода на Монте Карло. При анализа на надеждността на ротационните системи на авиационния двигател, приблизителният аналитичен метод има недостатъка да е трудно да приближава точно хвостовите характеристики на функцията на вероятностна плътност, а цифровият метод на симулация често е склонен към ниска изчислителна ефективност поради необходимостта да се извикват голям брой реални нелинейни гранични функции. На фигура 1 е показан детайлен процес за анализ на надеждността на двете метода.

Метод на заместващата модел: Построяването на точни и ефикасни математически модели, които да заменят функциите на високоразмерните, нелинейни имплицитни гранични състояния, е важен начин за решаване на проблемите за анализ на надеждността на сложни конструкции като ротационните системи на авиационния двигател. Първоначално се обобщават традиционните заместващи модели като полиномни функции, модели Крийинг, подкрепящи векторни машини и мрежи BP neural, като се дават техният процес на моделиране и принципите на анализ; след това, от гледна точка на технологията за извличане на примери, форма на модела и стратегията за построяване, се представят някои по-новаторски заместващи модели като активно учене, нечетки невронни мрежи, регресия на вълнови мрежи, оптимизирани модели Крийинг, стратегии за избор на екстремни стойности и дистрибутивни колаборативни стратегии, указващи потенциалната насока на научни изследвания относно метода на заместващите модели. Подписайте се за официалния профил: Двудвигателна мощност първо, получавайте голямо количество информация за двудвигателните системи безплатно и фокусирайте се върху ключовите технологии на двудвигателните системи!

Анализ на надеждността на турбинния роторен систем: Под влиянието на купуването на множество физически полета като течност-твърдо тяло-топлина, корена на лопастта, ободът и центърът на диска и другите части на турбинния ротор ще произведат различни режими на повреда като нискочестотна умора, високочестотна умора и високотемпературно плазиране. Анализът на надеждността му е сложен аналитичен проблем, свързан с купуването на многофизически полета и множество режими на повреда. Тази статия взима един типичен турбинен роторен систем като пример, използва няколко от най-новите методи за заместващи модели за анализ и оценка на неговата надеждност и чувствителност към надеждността, и обобщава предимствата и недостатъците на различните методи за заместващи модели при анализ на надеждността на турбинния роторен систем. Фигура 3 показва процеса на анализ на надеждността на турбинния роторен систем, базиран на заместващ модел.

Основните заключения и перспективи са следните:

Тази статия систематично представя три общоизползвани метода за анализ на надеждността: приближеният аналитичен метод, численото симулационно метод и методът на заместващата модел, разглежда предимствата, недостатъците, ограниченията и обхвата на приложение на всеки един от тези методи, сочи превъзходството на метода на заместващата модел при задачи за анализ на надеждността, които включват сложни и силно нелинейни имплицитни функционални функции, и предоставя насока с релевантно значение за използването на метода на заместващата модел за решаване на проблемите с анализ на надеждността на ротационната система на авионния двигател. Подписайте се за официалния профил: Двудвигателна мощност първо, получавайте голямо количество двудвигателни данни безплатно и фокусирайте се върху ключовите технологии на двудвигателните системи!

Още по-специално, започвайки от точността на изчисленията и ефикасността на изчислението, тази статия съкращава трите ключови моделирана връзки, които определят ефективността на заместващия модел: техника на пробване, форма на модела и стратегия за построяване. Чрез дълбоко разглеждане на различни frontier надеждни методи, които влизат в силата на всяка моделирана връзка, се посочва, че чрез органичното комбиниране на технологията за пробуване, формата на модела и стратегията за построяване, може да се намали моделната цена, като се гарантира точността на изчисленията. За комплексни проблеми за анализ на надеждността на конструкции, като ротационните системи на авионен двигател, както да се подобри още повече достоверността на анализа на надеждността на авионния двигател около тези три ключови моделиращи връзки заслужава да бъде предмет на по-нататъшни проучвания.