Als wichtige rotierende Komponente eines Flugtriebwerks arbeitet das Rotorsystem lange Zeit in einer rauen Umgebung mit hohen Temperaturen, hohem Druck und hoher Geschwindigkeit und muss eine Reihe anspruchsvoller und widersprüchlicher Indikatoren wie lange Lebensdauer und Licht erfüllen Gewicht und hohe Zuverlässigkeit. Unter dem Einfluss mehrerer Zufallsfaktoren wie Mehrfeldbelastungen, Materialeigenschaften und Modellparameter weisen die Spannungs-Dehnungs- und Ermüdungslebensdauerreaktionen des Rotorsystems häufig große Streuungen auf. Seine verfeinerte Fehlerbewertung und Zuverlässigkeitsanalyse sind zu Schlüsseltechnologien bei der Entwicklung fortschrittlicher Flugtriebwerke geworden. In diesem Artikel werden zunächst die derzeit häufig verwendeten Zuverlässigkeitsanalysemethoden und ihre Modellierungsideen erörtert und mehrere hochmoderne Ersatzmodellmethoden vorgestellt. Anschließend werden am Beispiel eines typischen Turbinenrotorsystems die Vor- und Nachteile mehrerer häufig verwendeter Methoden zur Zuverlässigkeitsanalyse analysiert. Die Analyseergebnisse zeigen, dass die Ersatzmodellmethode ein großes Potenzial für eine hochpräzise Vorhersageleistung hat und keine groß angelegten Simulationsberechnungen erfordert. Es weist darauf hin, dass Probenahmetechnik, Modellform und Konstruktionsstrategie die wesentlichen Zusammenhänge sind, die die Genauigkeit und Effizienz des Ersatzmodells beeinflussen, und zeigt damit die zukünftige Entwicklungsrichtung für die Anwendung der Ersatzmodellmethode bei der Zuverlässigkeitsanalyse von Rotorsystemen auf.
Näherungsanalytische Methode/digitale Simulationsmethode:In diesem Aufsatz werden systematisch näherungsweise analytische Methoden wie die Methode der primären Zuverlässigkeit und die Methode der sekundären Zuverlässigkeit sowie digitale Simulationsmethoden vorgestellt, die durch die Monte-Carlo-Methode dargestellt werden. Bei der Zuverlässigkeitsanalyse von Rotorsystemen von Flugzeugtriebwerken weist die ungefähre Analysemethode den Nachteil auf, dass es schwierig ist, die Schwanzeigenschaften der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion genau anzunähern, und die digitale Simulationsmethode ist aufgrund der Notwendigkeit, a aufzurufen, anfällig für eine geringe Recheneffizienz große Anzahl realer nichtlinearer Grenzzustandsfunktionen. Abbildung 1 zeigt den detaillierten Zuverlässigkeitsanalyseprozess der beiden Methoden.
Ersatzmodellmethode:Die Erstellung präziser und effizienter mathematischer Modelle als Ersatz für hochdimensionale, nichtlineare implizite Grenzzustandsfunktionen ist eine wichtige Möglichkeit zur Lösung der Zuverlässigkeitsanalyseprobleme komplexer Strukturen wie Rotorsystemen von Flugzeugtriebwerken. Zunächst werden traditionelle Ersatzmodelle wie Polynomfunktionen, Kriging-Modelle, Support-Vektor-Maschinen und neuronale BP-Netze zusammengefasst und deren Modellierungsprozess und Analyseprinzipien angegeben. Aus den Perspektiven der Abtasttechnologie, der Modellform und der Konstruktionsstrategie gibt es dann mehrere weitere hochmoderne Ersatzmodelle wie aktive Lerntechnologie, Fuzzy-Neuronale Netze, Wavelet-Netz-Regression, optimiertes Kriging, Extremwertauswahlstrategie und verteilte Kooperationsstrategie eingeführt und weist auf die mögliche Forschungsrichtung der Ersatzmodellmethode hin. Folgen Sie dem offiziellen Konto: Zwei-Maschinen-Leistung zuerst, erhalten Sie kostenlos eine große Menge an Zwei-Maschinen-Informationen und konzentrieren Sie sich auf die Schlüsseltechnologien der beiden Maschinen!
Zuverlässigkeitsanalyse des Turbinenrotorsystems:Durch die Kopplung mehrerer physikalischer Felder wie Fluid-Festkörper-Wärme erzeugen der Schaufelfuß, der Rand, die Scheibenmitte und andere Teile des Turbinenrotors verschiedene Fehlermodi wie Ermüdung bei niedrigen Lastzyklen, Ermüdung bei hohen Lastzyklen und Hochlastfestigkeit. Temperaturkriechen. Seine Zuverlässigkeitsanalyse ist ein komplexes Analyseproblem, das eine multiphysikalische Feldkopplung und mehrere Fehlermodi umfasst. Dieser Artikel nimmt ein typisches Turbinenrotorsystem als Beispiel, verwendet mehrere hochmoderne Ersatzmodellmethoden zur Analyse und Bewertung seiner Zuverlässigkeit und Zuverlässigkeitsempfindlichkeit und fasst die Vor- und Nachteile verschiedener Ersatzmodellmethoden bei der Zuverlässigkeitsanalyse von Turbinenrotorsystemen zusammen. Abbildung 3 zeigt den Zuverlässigkeitsanalyseprozess des Turbinenrotorsystems basierend auf dem Ersatzmodell.
Die wichtigsten Schlussfolgerungen und Aussichten lauten wie folgt:
In diesem Artikel werden drei gängige Zuverlässigkeitsanalysemethoden systematisch vorgestellt, nämlich die Näherungsanalysemethode, die numerische Simulationsmethode und die Ersatzmodellmethode, die Vor- und Nachteile, Einschränkungen und der Anwendungsbereich jeder Methode erörtert und die Überlegenheit der Ersatzmodellmethode bei Zuverlässigkeitsanalyseproblemen hervorgehoben Es umfasst komplexe und hochgradig nichtlineare implizite Funktionsfunktionen und bietet Anleitungen mit Referenzbedeutung für die Verwendung der Ersatzmodellmethode zur Lösung der Zuverlässigkeitsanalyseprobleme des Rotorsystems von Flugzeugtriebwerken. Folgen Sie dem offiziellen Konto: Zwei-Maschinen-Leistung zuerst, erhalten Sie kostenlos eine große Menge an Zwei-Maschinen-Daten und konzentrieren Sie sich auf die Schlüsseltechnologien von Zwei-Maschinen!
Darüber hinaus werden in diesem Artikel ausgehend von der Berechnungsgenauigkeit und der Berechnungseffizienz die drei wichtigsten Modellierungsverbindungen zusammengefasst, die die Wirksamkeit des Ersatzmodells bestimmen: Probenahmetechnologie, Modellform und Konstruktionsstrategie. Durch eine ausführliche Erörterung einer Vielzahl modernster Zuverlässigkeitsmethoden, die in jedem Modellierungslink entstehen, wird darauf hingewiesen, dass durch die organische Kombination von Probenahmetechnologie, Modellform und Konstruktionsstrategie die Modellierungskosten effektiv reduziert und gleichzeitig die Berechnung sichergestellt werden kann Genauigkeit. Bei komplexen strukturellen Zuverlässigkeitsanalyseproblemen wie Rotorsystemen von Flugzeugtriebwerken ist es eine weitere Untersuchung wert, wie die Glaubwürdigkeit der Zuverlässigkeitsanalyse von Rotorsystemen von Flugzeugtriebwerken im Hinblick auf diese drei wichtigen Modellierungsverbindungen weiter verbessert werden kann.
