Nylige fremdrifter i pålitelighetsanalyse av aeroengine rotor systemer

Som en nøkkelrotende komponent i en flymotor, jobber rotor-systemet i en streng miljø med høy temperatur, høy trykk og høy fart i lengre tidsperioder, og må oppfylle en rekke krav om lang levetid, lettvikt og høy pålitelighet. Under innvirkning av flere tilfeldige faktorer som multifeltlast, materialeegenskaper og modellparametere, viser spenning-utforming og utmattelseslevetidsrespons ofte stor variasjon. Dets nøyaktige feilvurdering og pålitsomhetsanalyse har blitt til nøkkleteknologier i utviklingen av avanserte flymotorer. Denne artikkelen diskuterer først de nåværende vanligste pålitsomhetsanalysemetodene og deres modelleringstanker, og introducerer noen av de nyeste substitusjonsmodellmetodene; deretter, ved å ta et typisk turbinrotorsystem som eksempel, analyseres fordeler, ulemper og begrensninger ved flere av de vanligst brukte pålitsomhetsanalysemetodene. Analyse resultatene viser at substitusjonsmodellmetoden har stor potensial for høy nøyaktighetsprediksjon og unødvendig store simulasjonsberegninger. Det peker på at samplingsteknologi, modellform og konstruksjonsstrategi er nøkkelheninger som påvirker nøyaktigheten og effektiviteten til substitusjonsmodellen, og dermed peker på fremtidige utviklingsretninger for anvendelsen av substitusjonsmodellmetoden i pålitsomhetsanalysen av rotorsystemer.

Ca. analytisk metode/digital simuleringmetode:  Denne gjennomgangen introducerer systematisk ca. analytiske metoder som den første og andre pålitelighetsmetoden, og digitale simuleringmetoder representert av Monte Carlo-metoden. For pålitelighetsanalysen av flymotorrotorsystemer har den ca. analytiske metoden svakheter ved å kunne være vanskelig å tilnærme halekarakteristikken av sannsynlighetsdensitetsfunksjonen nøyaktig, og den digitale simuleringmetoden er sterkt utsatt for lav beregnings-effektivitet grunnet behovet for å kalle opp store mengder reelle ikke-lineære grenseverdi-funksjoner. Figur 1 viser detaljert pålitelighetsanalyseprosessen for de to metodene.

Surrogatmodellmetode: Å bygge nøyaktige og effektive matematiske modeller for å erstatte høydimensjonale, ikke-lineære implisitte grensefunksjoner er en viktig metode for å løse pålitelighetsanalyseproblemer ved komplekse strukturer som flymotorrotorsystemer. Først summeres tradisjonelle substitusjonsmodeller som polynomfunksjoner, Kriging-modeller, støttevektormaskiner og BP-neuronnettverk, og deres modelleringprosess og analyseprinsipper oppgis; deretter, fra perspektivet av samplingsteknologi, modellform og konstruksjonsstrategi, introduceres flere mer nybyggende substitusjonsmodeller som aktiv læringsteknologi, uskarpe neuronnettverk, bølgenettregresjon, optimerte Kriging, ekstremverdiseleksjonsstrategi og distribuerte kolaborative strategier, som peker på potensielt forskningsretning for substitusjonsmodellmetoden. Følg offisielt konto: To-maskin-styrke først, få mye gratis informasjon om to maskiner, og fokus på nøkkeltrekkene til de to maskinene!

Pålitelighetsanalyse av turbinekraftsystem: Under kupplingen av flere fysiske felt som fluid-solid-varme vil bladrot, kant og skivemidten og andre deler av turbinekraften produsere ulike feilmoduser som lav-syklus utmatting, høy-syklus utmatning og høytemperaturkryping. Dens pålitelighetsanalyse er et komplekst analyseproblem som involverer kupplinger mellom flere fysiske felt og flere feilmoduser. Denne artikkelen tar et typisk turbinekraftsystem som eksempel, bruker flere avanserte substitusjonsmodellmetoder til å analysere og evaluere dens pålitelighet og pålitelighetsfølsomhet, og summerer fordeler og ulemper med ulike substitusjonsmodellmetoder i pålitelighetsanalysen av turbinekraftsystemer. Figur 3 viser pålitelighetsanalyseprosessen for turbinekraftsystemet basert på substitusjonsmodellen.

Hovedkonklusjonene og fremtidsutsikter er følgende:

Dette papiret introducerer systematisk tre vanlige pålitelighetsanalysemetoder, nemlig tilnærmet analytisk metode, numerisk simuleringmetode og substitusjonsmodellmetode, diskuterer fordeler, ulemper, begrensninger og anvendelsesområde for hver metode, peker på overlegenheter ved substitusjonsmodellmetoden i pålitelighetsanalyseproblemer som involverer komplekse og høygradig ikke-lineære implisitte funksjonelle funksjoner, og gir veiledning med referanseverdi for å bruke substitusjonsmodellmetoden til å løse pålitelighetsanalyseproblemer knyttet til flymotorrotorsystemet. Følg offisielle kontoen: To-maskin-styrke først, få mye gratis to-maskin-data, og fokus på nøkkeltreknologier for to-maskiner!

I tillegg, utgangspunktet for beregningsnøyaktighet og beregnings-effektivitet, summerer denne artikkelen de tre nøkkelmodelleringsoppbyggingene som avgjør effektiviteten til mellommodellen: samplingsmetode, modellform og konstruksjonsstrategi. Gjennom en dypgående diskusjon av en rekke avanserte pålitelhetsmetoder som har oppstått i hver modelleringsoppbygging, peker artikkelen på at ved å有机结合e samplingsmetode, modellform og konstruksjonsstrategi kan modellkostnadene reduseres effektivt samtidig som beregningsnøyaktigheten sikres. For komplekse strukturelle pålitelhetsanalyseproblemer som rotorsystemer i flymotorer, er hvordan man kan forbedre troværdigheten til pålitelhetsanalysen av flymotorrotorsystemet rundt disse tre nøkkelmodelleringsoppbyggningene verdifulle for videre studie.