Kamakailang Pag-unlad sa Pagsusuri ng Pagiging Maaasahan ng Aeroengine Rotor Systems

Bilang isang pangunahing bahagi ng umiikot na bahagi ng isang aero-engine, gumagana ang rotor system sa isang malupit na kapaligiran na may mataas na temperatura, mataas na presyon at mataas na bilis sa loob ng mahabang panahon, at kailangang matugunan ang isang serye ng mga hinihingi at magkasalungat na mga tagapagpahiwatig tulad ng mahabang buhay, magaan ang timbang at mataas na pagiging maaasahan. Sa ilalim ng impluwensya ng maraming random na mga kadahilanan tulad ng mga multi-field load, materyal na katangian at mga parameter ng modelo, ang stress-strain at fatigue life responses ng rotor system ay kadalasang nagpapakita ng malaking dispersion. Ang pinong pagtatasa ng kabiguan at pagsusuri ng pagiging maaasahan nito ay naging mga pangunahing teknolohiya sa pagbuo ng mga advanced na aero-engine. Ang papel na ito ay unang tinatalakay ang kasalukuyang karaniwang ginagamit na mga pamamaraan ng pagsusuri ng pagiging maaasahan at ang kanilang mga ideya sa pagmomodelo, at nagpapakilala ng ilang makabagong pamamaraan ng surrogate model; pagkatapos, ang pagkuha ng isang tipikal na turbine rotor system bilang isang halimbawa, ang mga pakinabang, disadvantages at limitasyon ng ilang karaniwang ginagamit na mga paraan ng pagsusuri ng pagiging maaasahan ay sinusuri. Ang mga resulta ng pagsusuri ay nagpapakita na ang surrogate model method ay may malaking potensyal sa high-precision prediction performance at hindi na kailangan ng malakihang pagkalkula ng simulation. Itinuturo nito na ang teknolohiya ng sampling, anyo ng modelo at diskarte sa pagtatayo ay ang mga pangunahing link na nakakaapekto sa katumpakan at kahusayan ng kahalili na modelo, kaya itinuturo ang direksyon ng pag-unlad sa hinaharap para sa aplikasyon ng paraan ng surrogate model sa pagsusuri ng pagiging maaasahan ng mga rotor system.

Tinatayang analytical method/digital simulation method:  Ang pagsusuring ito ay sistematikong nagpapakilala ng tinatayang analytical na pamamaraan tulad ng pangunahing paraan ng pagiging maaasahan at ang pangalawang paraan ng pagiging maaasahan at mga digital simulation na pamamaraan na kinakatawan ng pamamaraang Monte Carlo. Para sa pagtatasa ng pagiging maaasahan ng mga sistema ng rotor ng makina ng sasakyang panghimpapawid, ang tinatayang analytical na pamamaraan ay may depekto na mahirap na tumpak na tantiyahin ang mga katangian ng buntot ng probability density function, at ang digital simulation na paraan ay madaling kapitan ng mababang computational na kahusayan dahil sa pangangailangan na tumawag sa isang malaking bilang ng mga tunay na nonlinear na limitasyon ng mga function ng estado. Ipinapakita ng Figure 1 ang detalyadong proseso ng pagsusuri ng pagiging maaasahan ng dalawang pamamaraan.

Pamamaraan ng modelo ng kahalili: Ang pagbuo ng tumpak at mahusay na mga modelo ng matematika upang palitan ang mga high-dimensional, nonlinear na implicit na limitasyon ng mga function ng estado ay isang mahalagang paraan upang malutas ang mga problema sa pagsusuri ng pagiging maaasahan ng mga kumplikadong istruktura tulad ng mga aircraft engine rotor system. Una, ang mga tradisyonal na surrogate model gaya ng polynomial functions, Kriging models, support vector machines, at BP neural networks ay ibinubuod, at ang kanilang proseso ng pagmomodelo at mga prinsipyo ng pagsusuri ay ibinigay; pagkatapos, mula sa mga pananaw ng teknolohiya ng sampling, anyo ng modelo, at diskarte sa pagtatayo, ang ilan pang mga cutting-edge na surrogate na modelo tulad ng aktibong teknolohiya sa pag-aaral, fuzzy neural network, wavelet network regression, optimized Kriging, extreme value selection strategy, at distributed collaborative na diskarte ay ipinakilala, na nagpapahiwatig ng potensyal na direksyon ng pananaliksik ng surrogate model method. Sundin ang opisyal na account: Dalawang-machine power muna, kumuha ng malaking halaga ng dalawang-machine na impormasyon nang libre, at tumuon sa mga pangunahing teknolohiya ng dalawang makina!

Pagsusuri ng pagiging maaasahan ng turbine rotor system: Sa ilalim ng coupling ng maraming pisikal na field tulad ng fluid-solid-heat, ang blade root, rim, disk center at iba pang bahagi ng turbine rotor ay gagawa ng iba't ibang failure mode tulad ng low-cycle fatigue, high-cycle fatigue, at high-temperature creep. Ang pagsusuri sa pagiging maaasahan nito ay isang kumplikadong problema sa pagsusuri na kinasasangkutan ng multi-physical field coupling at maraming failure mode. Ang papel na ito ay kumukuha ng isang tipikal na turbine rotor system bilang isang halimbawa, gumagamit ng ilang cutting-edge surrogate model method upang pag-aralan at suriin ang pagiging maaasahan at pagiging sensitibo nito, at ibinubuod ang mga pakinabang at disadvantages ng iba't ibang pamamaraan ng surrogate model sa reliability analysis ng turbine rotor system. Ipinapakita ng Figure 3 ang proseso ng pagsusuri ng pagiging maaasahan ng turbine rotor system batay sa surrogate model.

Ang mga pangunahing konklusyon at prospect ay ang mga sumusunod:

Ang papel na ito ay sistematikong nagpapakilala ng tatlong karaniwang paraan ng pagsusuri ng pagiging maaasahan, katulad ng tinatayang analytical method, numerical simulation method at surrogate model method, tinatalakay ang mga pakinabang, disadvantages, limitasyon at saklaw ng aplikasyon ng bawat pamamaraan, itinuturo ang superiority ng surrogate model method sa reliability analysis na mga problema na kinasasangkutan ng complex at highly nonlinear implicit functional functions, at nagbibigay ng patnubay ng surrogate na paraan para sa paglutas ng kahalagahan ng pag-andar, at nagbibigay ng patnubay ng surrogate model para sa pag-aaral mga problema ng sistema ng rotor ng makina ng sasakyang panghimpapawid. Sundin ang opisyal na account: Two-machine power muna, kumuha ng malaking halaga ng two-machine data nang libre, at tumuon sa mga pangunahing teknolohiya ng two-machine!

Bilang karagdagan, simula sa katumpakan ng kalkulasyon at kahusayan sa pagkalkula, ang papel na ito ay nagsasama-sama ng tatlong pangunahing link sa pagmomodelo na tumutukoy sa pagiging epektibo ng kahalili na modelo: teknolohiya ng sampling, anyo ng modelo, at diskarte sa pagtatayo. Sa pamamagitan ng isang malalim na talakayan ng iba't ibang mga cutting-edge na pamamaraan ng pagiging maaasahan na umuusbong sa bawat link sa pagmomodelo, itinuturo na sa pamamagitan ng organikong pagsasama-sama ng teknolohiya ng sampling, anyo ng modelo, at diskarte sa pagtatayo, ang gastos sa pagmomodelo ay maaaring epektibong mabawasan habang tinitiyak ang katumpakan ng pagkalkula. Para sa kumplikadong mga problema sa pagtatasa ng pagiging maaasahan ng istruktura tulad ng mga sistema ng rotor ng makina ng sasakyang panghimpapawid, kung paano higit na pagbutihin ang kredibilidad ng pagsusuri sa pagiging maaasahan ng sistema ng rotor ng sasakyang panghimpapawid sa paligid ng tatlong pangunahing link sa pagmomodelo na ito ay karapat-dapat sa karagdagang pag-aaral.