Nylige fremskridt inden for pålidelighedsanalyse af flymotor rotor systemer

Som en nøglekomponent til rotation i en flymotor, arbejder rotor-systemet i en streng miljø med høj temperatur, høj tryk og høj hastighed i længere tid, og skal opfylde en række krævende og modstridende krav såsom lang levetid, let vægt og høj pålidelighed. Under indflydelse af flere tilfældige faktorer såsom multifelt belastninger, materialeegenskaber og modelleringparametre viser spændings-deformation og udstyrs livmodsvare ofte stor variation. Dets præcise fejlbedømmelse og pålidelighedsanalyse er blevet nøgleteknologier i udviklingen af avancerede flymotorer. Denne artikel diskuterer først de nuværende hyppigst brugte pålidelighedsanalysemetoder og deres modelleringsideer, og introducerer flere fremmede ersatzmodelmetoder; derefter, ved at tage et typisk turbine-rotorsystem som eksempel, analyseres fordelene, ulemperne og begrænsningerne af flere hyppigt brugte pålidelighedsanalysemetoder. Analyse resultatet viser, at ersatzmodellen har stor potentiale i højpræcis predictiv ydeevne og uden behov for store simuleringer. Det peger på, at samplingsteknologi, modelform og konstruktionsstrategi er de nøglenheder, der påvirker nøjagtigheden og effektiviteten af ersatzmodellen, hvilket angiver fremtidige udviklingsretninger for anvendelsen af ersatzmodellen i pålidelighedsanalyser af rotorsystemer.

Tilnærmet analytisk metode/digital simulationsmetode:  Denne gennemgang introducerer systematisk tilnærmende analytiske metoder såsom den primære toverdighedsmetode og den sekundære toverdighedsmetode, samt digitale simulationsmetoder repræsenteret af Monte Carlo-metoden. Ved pålidelighedsanalyse af flymotorerotor-systemer har den tilnærmede analytiske metode ulempe af at det er svært at tilnærme halekendetegnene for sandsynlighedsdensitetsfunktionen nøjagtigt, og den digitale simulationsmetode er i fare for at have lav beregningseffektivitet på grund af behovet for at kalde mange reelle ikke-lineære grænsestillelsesfunktioner. Figur 1 viser detaljerne i den nærmere pålidelighedsanalyseproces for de to metoder.

Substitutionsmodellmetode: At opbygge nøjagtige og effektive matematiske modeller til at erstatte højdimensionelle, ikke-lineære implikite grænsefunktionsmodeller er en vigtig metode til at løse pålidelighedsanalyseproblemer for komplekse strukturer såsom flymotorrotorsystemer. Først summeres traditionelle surrogatmodeller som polynomiumsfunktioner, Kriging-modeller, support vector machines og BP neurale netværk, og deres modelleringss proces og analyseprincipper angives; derefter introduceres fra perspektiverne samplingsteknologi, modelform og konstruktionsstrategi flere mere avancerede surrogatmodeller som active learning-teknologi, fuzzy neurale netværk, bølgenetregression, optimeret Kriging, ekstremværdivalgsstrategi og distribueret samarbejdsstrategi, hvilket indikerer potentiel forskningsretning for surrogatmodelmetoden. Følg det officielle konto: To-masking første gang, få en stor mængde to-masking information gratis, og fokuser på de nøgleteknologier af to maskiner!

Toverlighedsanalyse af turbinekropsystemet: Under koppelsen af flere fysiske områder såsom væske-solid-varme vil bladrod, kant og diskcenter samt andre dele af turbinekorp produceren forskellige fejltilstande såsom lavcylce-fatigue, højcyklus-fatigue og højtemperatur-krøb. Dens toverlighedsanalyse er et komplekst analyseproblem, der involverer koppling af flere fysiske områder og flere fejltilstande. Denne artikel tager et typisk turbinekropsystem som eksempel, bruger flere avancerede surrogate model metoder til at analysere og evaluere dets toverlighed og toverlighedssensitivitet, og summerer fordelene og ulemperne ved de forskellige surrogate model metoder i toverlighedsanalysen af turbinekropsystemer. Figur 3 viser toverlighedsanalyseprocessen for turbinekorpssystemet baseret på surrogate model.

De vigtigste konklusioner og udsigter er følgende:

Denne artikel introducerer systematisk tre almindelige metoder til pålidelighedsanalyse, nemlig tilnærmet analytisk metode, numerisk simulationsmetode og surrogate model metode, diskuterer fordelene, ulemperne, begrænsningerne og anvendelsesområdet for hver metode, peger på overlegenhed i surrogate model metoden ved pålidelighedsanalyseproblemer, der involverer komplekse og højgradigt ikke-lineære implikative funktionelle funktioner, og giver vejledning med referenceværdi for at løse pålidelighedsanalyseproblemer for flymotor rotor-systemet ved hjælp af surrogate model metode. Følg det officielle konto: Two-machine power først, få en stor mængde two-machine data gratis, og fokuser på nøgleteknologierne for to-maskiner!

I tilføjelse til at udgangspunktet er beregningsnøjagtighed og beregningseffektivitet, summerer denne artikel de tre nøglenkeltmodelleringsforbindelser, der afgør effektiviteten af den substitutmodel: prøvetagningsteknologi, modelform og opbygningsstrategi. Gennem en dybdegående drøftelse af en række af de nyeste pålidelighedsmetoder, der opstår i hver modelleringsforbindelse, peger det på, at ved organisk kombination af prøvetagningsteknologi, modelform og opbygningsstrategi kan modelleringsomkostningerne reduceres effektivt samtidig med at der sikres beregningsnøjagtighed. For komplekse strukturelle pålidelighedsanalyseproblemer såsom rotor-systemer i flymotorer, er det værd at studere yderligere, hvordan man kan forbedre troværdigheden af pålidelighedsanalysen af flymotorers rotorsystemer omkring disse tre nøglenkeltmodelleringsforbindelser.