En tant que composant rotatif clé d'un moteur d'avion, le système de rotor fonctionne pendant longtemps dans un environnement difficile de haute température, haute pression et haute vitesse, et doit répondre à une série d'indicateurs exigeants et contradictoires tels que la longue durée de vie, la lumière. poids et haute fiabilité. Sous l'influence de multiples facteurs aléatoires tels que les charges multi-champs, les propriétés des matériaux et les paramètres du modèle, les réponses contrainte-déformation et durée de vie en fatigue du système rotor présentent souvent une grande dispersion. Son évaluation raffinée des défaillances et son analyse de la fiabilité sont devenues des technologies clés dans le développement de moteurs d’avion avancés. Cet article aborde d'abord les méthodes d'analyse de fiabilité actuellement couramment utilisées et leurs idées de modélisation, et présente plusieurs méthodes de modèle de substitution de pointe ; puis, en prenant comme exemple un système de rotor de turbine typique, les avantages, les inconvénients et les limites de plusieurs méthodes d'analyse de fiabilité couramment utilisées sont analysées. Les résultats de l'analyse montrent que la méthode du modèle de substitution présente un grand potentiel en matière de performances de prévision de haute précision et ne nécessite pas de calculs de simulation à grande échelle. Il souligne que la technologie d'échantillonnage, la forme du modèle et la stratégie de construction sont les liens clés qui affectent la précision et l'efficacité du modèle de substitution, soulignant ainsi l'orientation future du développement de l'application de la méthode du modèle de substitution dans l'analyse de la fiabilité des systèmes de rotor.
Méthode analytique approximative/méthode de simulation numérique :Cette revue introduit systématiquement des méthodes analytiques approximatives telles que la méthode de fiabilité primaire et la méthode de fiabilité secondaire et les méthodes de simulation numérique représentées par la méthode de Monte Carlo. Pour l'analyse de la fiabilité des systèmes de rotor de moteurs d'avion, la méthode analytique approximative présente le défaut d'être difficile à approximer avec précision les caractéristiques de queue de la fonction de densité de probabilité, et la méthode de simulation numérique est sujette à une faible efficacité de calcul en raison de la nécessité d'appeler un un grand nombre de fonctions d’état limite non linéaires réelles. La figure 1 montre le processus détaillé d'analyse de fiabilité des deux méthodes.
Méthode du modèle de substitution :La construction de modèles mathématiques précis et efficaces pour remplacer les fonctions d’état limite implicites non linéaires de grande dimension est un moyen important de résoudre les problèmes d’analyse de fiabilité de structures complexes telles que les systèmes de rotor de moteurs d’avion. Premièrement, les modèles de substitution traditionnels tels que les fonctions polynomiales, les modèles de krigeage, les machines à vecteurs de support et les réseaux neuronaux BP sont résumés, et leur processus de modélisation et leurs principes d'analyse sont donnés ; puis, du point de vue de la technologie d'échantillonnage, de la forme du modèle et de la stratégie de construction, plusieurs modèles de substitution plus avancés tels que la technologie d'apprentissage actif, les réseaux de neurones flous, la régression des réseaux d'ondelettes, le krigeage optimisé, la stratégie de sélection de valeurs extrêmes et la stratégie collaborative distribuée sont introduit, indiquant l’orientation potentielle de la recherche de la méthode du modèle de substitution. Suivez le compte officiel : La puissance de deux machines d'abord, obtenez gratuitement une grande quantité d'informations sur deux machines et concentrez-vous sur les technologies clés des deux machines !
Analyse de fiabilité du système de rotor de turbine :Sous le couplage de plusieurs champs physiques tels que fluide-solide-chaleur, le pied d'aube, la jante, le centre du disque et d'autres parties du rotor de la turbine produiront divers modes de défaillance tels que la fatigue à faible cycle, la fatigue à cycle élevé et la fatigue à cycle élevé. fluage de la température. Son analyse de fiabilité est un problème d'analyse complexe impliquant un couplage de champs multi-physiques et plusieurs modes de défaillance. Cet article prend comme exemple un système de rotor de turbine typique, utilise plusieurs méthodes de modèle de substitution de pointe pour analyser et évaluer sa fiabilité et sa sensibilité à la fiabilité, et résume les avantages et les inconvénients de diverses méthodes de modèle de substitution dans l'analyse de fiabilité des systèmes de rotor de turbine. La figure 3 montre le processus d'analyse de fiabilité du système de rotor de turbine basé sur le modèle de substitution.
Les principales conclusions et perspectives sont les suivantes :
Cet article présente systématiquement trois méthodes courantes d'analyse de fiabilité, à savoir la méthode analytique approximative, la méthode de simulation numérique et la méthode du modèle de substitution, discute des avantages, des inconvénients, des limites et du champ d'application de chaque méthode, souligne la supériorité de la méthode du modèle de substitution dans les problèmes d'analyse de fiabilité. impliquant des fonctions fonctionnelles implicites complexes et hautement non linéaires, et fournit des conseils avec une signification de référence pour l'utilisation de la méthode du modèle de substitution pour résoudre les problèmes d'analyse de fiabilité du système de rotor de moteur d'avion. Suivez le compte officiel : la puissance à deux machines d'abord, obtenez gratuitement une grande quantité de données sur deux machines et concentrez-vous sur les technologies clés de deux machines !
De plus, à partir de la précision et de l'efficacité du calcul, cet article condense les trois liens de modélisation clés qui déterminent l'efficacité du modèle de substitution : la technologie d'échantillonnage, la forme du modèle et la stratégie de construction. Grâce à une discussion approfondie d'une variété de méthodes de fiabilité de pointe émergeant dans chaque lien de modélisation, il est souligné qu'en combinant de manière organique la technologie d'échantillonnage, la forme du modèle et la stratégie de construction, le coût de modélisation peut être efficacement réduit tout en garantissant le calcul. précision. Pour les problèmes complexes d'analyse de la fiabilité structurelle tels que les systèmes de rotor de moteur d'avion, la manière d'améliorer encore la crédibilité de l'analyse de la fiabilité du système de rotor de moteur d'avion autour de ces trois liens de modélisation clés mérite une étude plus approfondie.
