Hava Motoru Rotor Sistemlerinin Güvenilirlik Analizindeki Son Gelişmeler

Bir hava motorunun ana dönen bileşeni olan rotor sistemi, uzun süreli yüksek sıcaklık, yüksek basınç ve yüksek hızlı zor koşullarda çalışır ve uzun ömür, hafif ağırlık ve yüksek güvenilirlilik gibi zorlayıcı ve çelişkili bir dizi göstergenin karşılanması gerekir. Çok alan yüklendiği, malzeme özelliklerinden ve model parametrelerinden kaynaklanan birçok rastgele faktörün etkisiyle, rotor sisteminin gerilme-gerilme ve yorgunluk ömrü yanıtları genellikle büyük bir dağılım gösterir. Hassas başarısızlık değerlendirmesi ve güvenilirlik analizi, gelişmiş hava motorlarının geliştirmede ana teknolojiler haline gelmiştir. Bu makalede önce yaygın olarak kullanılan güvenilirlik analizi yöntemleri ve modelleme fikirleri ele alınmaktadır ve birkaç ileri düzeyli yerine koyma model yöntemi tanıtılmaktadır; ardından tipik bir türbin rotor sistemini örnek alarak, sık kullanılan birkaç güvenilirlik analizi yönteminin avantajları, dezavantajları ve sınırlamaları analiz edilmektedir. Analiz sonuçları, yerine koyma model yönteminin yüksek hassasiyetli tahmin performansında büyük potansiyele sahip olduğunu ve geniş ölçekli simülasyon hesaplarına ihtiyaç duymadığını göstermektedir. Örnekleme teknolojisi, model biçimi ve yapım stratejisinin, yerine koyma modelinin doğruluğu ve verimliliğini etkileyen ana halkalar olduğu belirtilmiştir, bu da rotor sistemlerinin güvenilirlik analizinde yerine koyma model yönteminin uygulanmasının gelecekteki gelişim yönünü işaretlemiştir.

Yaklaşık analitik yöntem/dijital benzetim yöntemi:  Bu derleme, ana güvenilirlik yöntemi ve ikincil güvenilirlik yöntemi gibi yaklaşık analitik yöntemleri ve Monte Carlo yöntemi tarafından temsil edilen dijital benzetim yöntemlerini sistemli bir şekilde tanıtır. Uçak motoru rotor sistemlerinin güvenilirlik analizi için, yaklaşık analitik yöntem, olasılık yoğunluk fonksiyonunun kuyruk özelliklerini doğru bir şekilde yaklaştırmada zorluk yaşar ve dijital benzetim yöntemi, birçok gerçek doğrusal olmayan sınır durumu fonksiyonunu çağırmaya ihtiyacı nedeniyle düşük hesaplamalı verimlilikte bulunmaya eğilimlidir. Şekil 1, iki yöntemin ayrıntılı güvenilirlik analizi süreçlerini göstermektedir.

Yedek model yöntemi: Uçak motoru rotor sistemleri gibi karmaşık yapıların güvenilirlik analizi problemlerini çözmek için, yüksek boyutlu, doğrusal olmayan kapalı durum fonksiyonlarını değiştirebilen doğru ve verimli matematiksel modeller inşa etmek önemli bir yoldur. İlk olarak, polinom fonksiyonları, Kriging modelleri, destek vektör makineleri ve BP sinir ağları gibi geleneksel yerine koyma modelleri özetlenir ve modelleme süreçleri ile analiz prensipleri verilir; ardından, örnekleme teknolojisi, model biçimi ve yapım stratejisi açısından aktif öğrenme teknolojisi, bulanık sinir ağları, dalgalet ağı regresyonu, optimize edilmiş Kriging, ekstrem değer seçim stratejisi ve dağıtılmış işbirlikçi strateji gibi daha fazla keskin yerine koyma modelleri tanıtılarak, yerine koyma model yönteminin potansiyel araştırma yönü gösterilir. Resmi hesabını takip edin: İki makine güç ilk, ücretsiz büyük miktarda iki makine bilgisi alın ve iki makinenin ana teknolojilerine odaklanın!

Turbine rotor sisteminin güvenilirlik analizi: Akışkan-çatı-ısıl gibi birden fazla fiziksel alanın kombine etkisi altında, turbine rotorunun bıçak kökü, kenarlık, disk merkezi ve diğer bölümleri düşük-sıklık yorgunluğu, yüksek-sıklık yorgunluğu ve yüksek sıcaklıkta gerilme gibi çeşitli başarısızlık modlarına neden olacaktır. Güvenilirlik analizi, çoklu fiziksel alan kombine edilmesi ve birden fazla başarısızlık modu içeren karmaşık bir analiz problemidir. Bu makalede, tipik bir turbine rotor sistemine örnekle alınarak, sistemin güvenilirliği ve güvenilirlik duyarlılığına birkaç ileri düzeyli yerine koyma model yöntemi kullanılarak analiz edilip değerlendirilmiştir ve ayrıca bu yerine koyma model yöntemlerinin turbine rotor sistemlerinin güvenilirlik analizindeki avantajları ve dezavantajları özetlenmiştir. Şekil 3, yerine koyma modeline dayalı turbine rotor sisteminin güvenilirlik analizi süreçlerini göstermektedir.

Ana sonuçlar ve bakış açıları şu şekildedir:

Bu makale, sistemli bir şekilde üç ortak güvenilirlik analizi yöntemini tanıtıyor, yani yaklaşık analitik yöntem, nümerik simülasyon yöntemi ve yerine koyma modeli yöntemi, her bir yöntemin avantajlarını, dezavantajlarını, sınırlamalarını ve uygulama alanlarını tartışıyor, karmaşık ve yüksek derecede doğrusal olmayan gizli fonksiyonel fonksiyonlar içeren güvenilirlik analizi problemlerinde yerine koyma modeli yönteminin üstünlüğünü belirtiyor ve hava motoru rotor sisteminin güvenilirlik analizi problemlerini çözmek için yerine koyma modeli yöntemini kullanmanın rehberlik sağladığını belirtiyor. Resmi hesapları takip edin: İki makine güç ilk, ücretsiz büyük miktarda iki makine verisi edinin ve iki makineye odaklanın!

Ayrıca, hesaplamalı doğruluk ve verimlilik açısından, bu makale, yerine koyma modelinin etkinliğini belirleyen üç ana modelleme bağlantısını özleştirir: örnekleme teknolojisi, model biçimi ve yapım stratejisi. Her modelleme bağlantısında ortaya çıkan çeşitli keskin güvenilirlik yöntemlerinin derinlemesine bir tartışmasıyla, örnekleme teknolojisi, model biçimi ve yapım stratejisinin organik olarak birleştirilmesiyle modelleme maliyetinin, hesaplamalı doğruluğu korurken etkili bir şekilde azaltılabileceği gösterilmiştir. Uçak motoru rotor sistemleri gibi karmaşık yapısal güvenilirlik analizi problemlerinde, bu üç ana modelleme bağlantısı etrafında uçak motoru rotor sistemi güvenilirlik analizinin nasıl daha fazla güvende hale getirilebileceği konusu daha fazla araştırmaya değerdir.