Nya framsteg i tillförlitlighetsanalys av Aeromotors rotorsystem Sverige

Som en viktig roterande komponent i en flygmotor fungerar rotorsystemet i en tuff miljö med hög temperatur, högt tryck och hög hastighet under lång tid, och måste möta en rad krävande och motsägelsefulla indikatorer som lång livslängd, ljus vikt och hög tillförlitlighet. Under påverkan av flera slumpmässiga faktorer såsom flerfältsbelastningar, materialegenskaper och modellparametrar, visar rotorsystemets spännings-töjnings- och utmattningslivssvar ofta stor spridning. Dess förfinade felbedömning och tillförlitlighetsanalys har blivit nyckelteknologier i utvecklingen av avancerade flygmotorer. Den här artikeln diskuterar först de nuvarande vanligaste metoderna för tillförlitlighetsanalys och deras modelleringsidéer, och introducerar flera banbrytande surrogatmodellmetoder; sedan, med ett typiskt turbinrotorsystem som exempel, analyseras fördelarna, nackdelarna och begränsningarna med flera vanliga metoder för tillförlitlighetsanalys. Analysresultaten visar att surrogatmodellmetoden har stor potential i högprecisionsförutsägelseprestanda och inget behov av storskaliga simuleringsberäkningar. Den påpekar att provtagningsteknik, modellform och konstruktionsstrategi är nyckellänkarna som påverkar surrogatmodellens noggrannhet och effektivitet och pekar därmed ut den framtida utvecklingsriktningen för tillämpningen av surrogatmodellmetoden i tillförlitlighetsanalysen av rotorsystem.

Ungefärlig analysmetod/digital simuleringsmetod: Denna översikt introducerar systematiskt approximativa analytiska metoder såsom den primära reliabilitetsmetoden och den sekundära reliabilitetsmetoden och digitala simuleringsmetoder representerade av Monte Carlo-metoden. För tillförlitlighetsanalysen av flygplansmotorrotorsystem har den ungefärliga analytiska metoden bristen att den är svår att exakt approximera svansegenskaperna för sannolikhetstäthetsfunktionen, och den digitala simuleringsmetoden är benägen att ha låg beräkningseffektivitet på grund av behovet av att anropa en stort antal verkliga icke-linjära gränstillståndsfunktioner. Figur 1 visar den detaljerade tillförlitlighetsanalysprocessen för de två metoderna.

Surrogatmodellmetod: Att konstruera korrekta och effektiva matematiska modeller för att ersätta högdimensionella, icke-linjära implicita gränstillståndsfunktioner är ett viktigt sätt att lösa tillförlitlighetsanalysproblemen för komplexa strukturer såsom flygmotorrotorsystem. Först sammanfattas traditionella surrogatmodeller såsom polynomfunktioner, Kriging-modeller, stödvektormaskiner och BP-neurala nätverk, och deras modelleringsprocess och analysprinciper ges; sedan, från perspektiven av samplingsteknik, modellform och konstruktionsstrategi, är flera mer banbrytande surrogatmodeller såsom aktiv inlärningsteknologi, fuzzy neurala nätverk, wavelet-nätverksregression, optimerad Kriging, extremvärdesvalsstrategi och distribuerad samarbetsstrategi. introducerade, vilket indikerar den potentiella forskningsriktningen för surrogatmodellmetoden. Följ det officiella kontot: Tvåmaskinskraft först, få en stor mängd tvåmaskinsinformation gratis och fokusera på nyckelteknologierna för de två maskinerna!

Tillförlitlighetsanalys av turbinrotorsystem: Under kopplingen av flera fysiska fält såsom vätska-fast värme, kommer bladroten, fälgen, skivans centrum och andra delar av turbinrotorn att producera olika fellägen såsom lågcykelutmattning, högcykelutmattning och högcykelutmattning. temperaturkrypning. Dess tillförlitlighetsanalys är ett komplext analysproblem som involverar multifysisk fältkoppling och flera fellägen. Denna artikel tar ett typiskt turbinrotorsystem som exempel, använder flera banbrytande surrogatmodellmetoder för att analysera och utvärdera dess tillförlitlighet och tillförlitlighetskänslighet, och sammanfattar fördelarna och nackdelarna med olika surrogatmodellmetoder i tillförlitlighetsanalysen av turbinrotorsystem. Figur 3 visar tillförlitlighetsanalysprocessen för turbinrotorsystemet baserat på surrogatmodellen.

De viktigaste slutsatserna och utsikterna är följande:

Denna artikel introducerar systematiskt tre vanliga metoder för tillförlitlighetsanalys, nämligen approximativ analysmetod, numerisk simuleringsmetod och surrogatmodellmetod, diskuterar fördelarna, nackdelarna, begränsningarna och tillämpningsområdet för varje metod, påpekar överlägsenheten hos surrogatmodellmetoden i problem med tillförlitlighetsanalys. involverar komplexa och mycket olinjära implicita funktionella funktioner, och ger vägledning med referensbetydelse för att använda surrogatmodellmetoder för att lösa tillförlitlighetsanalysproblemen för flygmotorns rotorsystem. Följ det officiella kontot: Två-maskiner kraft först, få en stor mängd två-maskin data gratis, och fokusera på nyckelteknologierna för två-maskin!

Dessutom, med utgångspunkt från beräkningsnoggrannheten och beräkningseffektiviteten, kondenserar detta dokument de tre nyckelmodelleringslänkarna som bestämmer effektiviteten av surrogatmodellen: provtagningsteknik, modellform och konstruktionsstrategi. Genom en djupgående diskussion av en mängd banbrytande tillförlitlighetsmetoder som dyker upp i varje modelleringslänk, påpekas att genom att organiskt kombinera provtagningsteknik, modellform och konstruktionsstrategi kan modelleringskostnaden effektivt reduceras samtidigt som beräkningen säkerställs. noggrannhet. För komplexa strukturella tillförlitlighetsanalysproblem, såsom rotorsystem för flygmotorer, är det värt att ytterligare studera hur trovärdigheten för tillförlitlighetsanalys av flygmotorrotorsystem kan förbättras kring dessa tre nyckelmodelleringslänkar.