پیشرفت‌های اخیر در تحلیل قابلیت اطمینان سیستم‌های روتور موتور هوایی

به عنوان یک جزء کلیدی چرخان موتور هوا، سیستم روتور در یک محیط سخت با دمای بالا، فشار بالا و سرعت بالا برای مدت طولانی کار می‌کند و نیاز به یک سری شاخص‌های سخت و متناقض مانند عمر طولانی، نور دارد. وزن و قابلیت اطمینان بالا تحت تأثیر عوامل تصادفی متعدد مانند بارهای چند میدانی، خواص مواد و پارامترهای مدل، پاسخ‌های تنش-کرنش و عمر خستگی سیستم روتور اغلب پراکندگی زیادی را نشان می‌دهند. ارزیابی دقیق خرابی و تجزیه و تحلیل قابلیت اطمینان آن به فناوری های کلیدی در توسعه موتورهای هوایی پیشرفته تبدیل شده است. این مقاله ابتدا روش‌های رایج تحلیل قابلیت اطمینان و ایده‌های مدل‌سازی آن‌ها را مورد بحث قرار می‌دهد و چندین روش مدل جایگزین پیشرفته را معرفی می‌کند. سپس، با در نظر گرفتن یک سیستم معمولی روتور توربین به عنوان مثال، مزایا، معایب و محدودیت‌های چندین روش تحلیل قابلیت اطمینان رایج مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرند. نتایج تحلیل نشان می‌دهد که روش مدل جایگزین پتانسیل بالایی در عملکرد پیش‌بینی با دقت بالا دارد و نیازی به محاسبات شبیه‌سازی در مقیاس بزرگ ندارد. این نشان می‌دهد که فناوری نمونه‌برداری، فرم مدل و استراتژی ساخت، پیوندهای کلیدی هستند که بر دقت و کارایی مدل جایگزین تأثیر می‌گذارند، بنابراین جهت توسعه آینده برای کاربرد روش مدل جایگزین در تحلیل قابلیت اطمینان سیستم‌های روتور را نشان می‌دهد.

روش تحلیلی تقریبی/روش شبیه سازی دیجیتال:این بررسی به طور سیستماتیک روش‌های تحلیلی تقریبی مانند روش قابلیت اطمینان اولیه و روش قابلیت اطمینان ثانویه و روش‌های شبیه‌سازی دیجیتالی ارائه‌شده توسط روش مونت کارلو را معرفی می‌کند. برای تجزیه و تحلیل قابلیت اطمینان سیستم‌های روتور موتور هواپیما، روش تحلیلی تقریبی دارای نقصی است که در تقریب دقیق ویژگی‌های دنباله تابع چگالی احتمال مشکل است و روش شبیه‌سازی دیجیتال به دلیل نیاز به فراخوانی، مستعد بازده محاسباتی پایین است. تعداد زیادی توابع حالت حدی غیرخطی واقعی شکل 1 فرآیند تجزیه و تحلیل دقیق قابلیت اطمینان دو روش را نشان می دهد.

روش مدل جایگزین:ساخت مدل‌های ریاضی دقیق و کارآمد برای جایگزینی توابع حالت حدی ضمنی با ابعاد بالا و غیرخطی، راه مهمی برای حل مشکلات تحلیل قابلیت اطمینان ساختارهای پیچیده مانند سیستم‌های روتور موتور هواپیما است. ابتدا، مدل‌های جایگزین سنتی مانند توابع چند جمله‌ای، مدل‌های کریجینگ، ماشین‌های بردار پشتیبان، و شبکه‌های عصبی BP خلاصه می‌شوند و فرآیند مدل‌سازی و اصول تحلیل آن‌ها ارائه می‌شود. سپس، از منظر فناوری نمونه‌برداری، فرم مدل و استراتژی ساخت، چندین مدل جایگزین پیشرفته دیگر مانند فناوری یادگیری فعال، شبکه‌های عصبی فازی، رگرسیون شبکه موجک، کریجینگ بهینه، استراتژی انتخاب ارزش افراطی و استراتژی مشارکتی توزیع شده هستند. معرفی شده، نشان دهنده جهت پتانسیل تحقیق روش مدل جایگزین است. اکانت رسمی را دنبال کنید: اول برق دو ماشین، حجم زیادی از اطلاعات دو ماشین را به صورت رایگان دریافت کنید و روی فناوری های کلیدی دو ماشین تمرکز کنید!

تجزیه و تحلیل قابلیت اطمینان سیستم روتور توربین:تحت جفت شدن چندین میدان فیزیکی مانند سیال - جامد - گرما، ریشه تیغه، لبه، مرکز دیسک و سایر قسمت‌های روتور توربین حالت‌های خرابی مختلفی مانند خستگی سیکل پایین، خستگی چرخه بالا و خستگی بالا ایجاد می‌کند. خزش دما تجزیه و تحلیل قابلیت اطمینان آن یک مسئله تجزیه و تحلیل پیچیده است که شامل جفت میدان چند فیزیکی و حالت های خرابی چندگانه است. این مقاله یک سیستم روتور توربین معمولی را به عنوان مثال در نظر می‌گیرد، از چندین روش مدل جایگزین پیشرفته برای تحلیل و ارزیابی قابلیت اطمینان و حساسیت قابلیت اطمینان آن استفاده می‌کند و مزایا و معایب روش‌های مختلف مدل جایگزین در تحلیل قابلیت اطمینان سیستم‌های روتور توربین را خلاصه می‌کند. شکل 3 فرآیند تحلیل قابلیت اطمینان سیستم روتور توربین را بر اساس مدل جایگزین نشان می دهد.

نتیجه گیری و چشم انداز اصلی به شرح زیر است:

این مقاله به طور سیستماتیک سه روش رایج تحلیل قابلیت اطمینان را معرفی می‌کند، یعنی روش تحلیلی تقریبی، روش شبیه‌سازی عددی و روش مدل جایگزین، مزایا، معایب، محدودیت‌ها و دامنه کاربرد هر روش را مورد بحث قرار می‌دهد، به برتری روش مدل جایگزین در مسائل تحلیل قابلیت اطمینان اشاره می‌کند. شامل توابع تابعی ضمنی پیچیده و بسیار غیرخطی، و راهنمایی با اهمیت مرجع برای استفاده از روش مدل جایگزین برای حل مشکلات تجزیه و تحلیل قابلیت اطمینان سیستم روتور موتور هواپیما. اکانت رسمی را دنبال کنید: اول برق دو ماشین، حجم زیادی از داده های دو ماشین را به صورت رایگان دریافت کنید و روی فناوری های کلیدی دو ماشین تمرکز کنید!

علاوه بر این، با شروع از دقت محاسبه و کارایی محاسبه، این مقاله سه پیوند مدل‌سازی کلیدی را که اثربخشی مدل جایگزین را تعیین می‌کنند، فشرده می‌کند: فناوری نمونه‌برداری، فرم مدل، و استراتژی ساخت. از طریق یک بحث عمیق در مورد انواع روش‌های قابلیت اطمینان پیشرفته که در هر پیوند مدل‌سازی ظاهر می‌شوند، اشاره می‌شود که با ترکیب ارگانیک فناوری نمونه‌برداری، فرم مدل و استراتژی ساخت، هزینه مدل‌سازی را می‌توان به طور موثر کاهش داد و در عین حال از محاسبه اطمینان حاصل کرد. دقت برای مسائل پیچیده تجزیه و تحلیل قابلیت اطمینان ساختاری مانند سیستم‌های روتور موتور هواپیما، چگونگی بهبود بیشتر اعتبار تحلیل قابلیت اطمینان سیستم روتور موتور هواپیما در اطراف این سه پیوند مدل‌سازی کلیدی، ارزش مطالعه بیشتر را دارد.