航空发动机燃烧室机匣可靠性分析 - 图文(2)

符号表

C 结构热应力依赖强度的简写

ci 在si有效的条件下所有C可能取值的集

合,ci?(c1i,c2i,...,cmii),i?1,2,...,k

qi 所有ci单元的概率向量,

qi?(q1i,q2i,...,qmi),qj|i?Pr(C?cjiS?si)

c qci uC(c) R(C,S) uR(r) ? ? ? ? ?

i所有tsds可能取值的并集

所有c的条件概率函数集

C的条件概率均值函数的LFP

S与C的可靠度函数

函数 r(C,S)的LFP

均值

标准差

尺度参数

形状参数

位置参数 Ⅵ

第1章 引言

第1章 引言

1.1 航空发动机可靠性的提出、研究方法及其意义

1.1.1 航空发动机可靠性的提出

可靠性是衡量产品质量的一项重要指标。机械可靠性分析的一个重要任务就是保证所设计的机械零件能够在规定的工作时间内、在给定的载荷条件下安全地工作，目前可靠性分析方法已经渗透到机械设计的各个领域。

航空发动机是一种不同于一般机械产品的复杂系统。综观航空工业发展的历史，可以毫不夸张地说，发动机在飞机的发展过程中起着关键性作用。发动机是飞机的“心脏”，是推动飞机快速发展的原动力，没有好的发动机，就不可能有先进的飞机。人类在航空领域中的每一次重大的革命性进展，无不与航空动力技术的突破和进步密切相关；另一方面，飞机的需求和发展又促使发动机向更高的水平迈进，两者相得益彰，促进了整个航空事业的蓬勃发展。正因为如此，发达国家长期以来把优先发展航空动力作为国策，形成了高附加值的高技术产业，航空动力技术已取得了巨大的进步。然而，发动机工作时，在高温高压的环境中以非常高的转速运转，所受的载荷复杂多变，而且由于现代大推重比航空发动机的高综合设计性能的要求，使得其结构日趋单薄，这使得航空发动机可靠性的研究显得尤为重要。

1.1.2 航空发动机可靠性的研究方法及其发展趋势

各类可靠性的分析方法大致可分为定量分析法和定性分析法两种。这里主要介绍一下定量分析法，定量分析法也称概率分析法和近似概率分析法，纯概率分析法主要有精确解析法和蒙特卡罗模拟法。

采用概率的分析方法可以考虑各种随机因素在均值附近变化的影响和它们之间的相关性，所以在传统的可靠性分析方法中，常用概率论来处理其不确定性。但概率可靠性模型需要较多的数据，用以定义参数的概率分布，通常计算量较大而且繁琐。并且，近几年的相关研究表明：概率可靠性模型对模型数据较为敏感。概率数据的小误差可能会导致可靠性分析出现较大的误差。这说明在没有足够的数据信息来描述概率模型时，概率可靠性分析需要更多更准确的计算模型来支持。近年来国内外的研究者都在努力寻求改进传统的概率可靠性分析方法的途径，相继将有限元法、神经网络、遗传算法和非概率可靠性模型等引入到结构可靠性分

1

电子科技大学学士学位论文

析领域中来。

概率模型中出现的新方法中有蒙特卡罗法和随机有限元法。由概率定义知道，某事件的概率可以用大量试验中该事件发生的频率来估算。因此，可以先对影响系统可靠度的随机变量进行大量随机抽样，然后把这些抽样值一组一组地代入功能函数式，确定结构失效与否，最后得出结构的失效概率。这就是蒙特卡罗法求解结构失效概率的依据。因为在目前的结构可靠性分析方法中，蒙特卡罗是一种较为精确的方法，所以常被用于检验其它可靠性分析方法的正确性。随机有限元法是近年来发展起来的一种工程数值计算方法。由于它建立在有限元法的基础上，并采用随机参数来描述工程实际问题，因而具有更广阔的发展前景和重要的应用价值。由于结构强度的可靠度理论与随机有限元法密不可分，基于概率的可靠度理论的主要优点是可以全面地考虑影响结构强度的诸因素的客观变异性，而基于概率的随机有限元法也恰恰能够完成结构强度可靠度中应力的统计特性的计算。因此随机有限元法是对随机结构进行分析并估算结构强度的强有力的工具。

随着随机有限元法在可靠度理论中应用的不断深入以及可靠性设计理论的发展派生了通过随机有限元法将可靠性设计与随机优化相结合，即结构可靠性优化技术，利用随机有限元法计算大型复杂结构的随机强度这一特点，改进传统的设计方法。对结构而言，由于尺寸、材料、加工工艺及载荷的分散性，使得结构中各个部位所承受的应力都是带一定分布的随机变量。通常人们采用的应力都是服从一定分布的随机变量，并采用应力-强度干涉模型法计算结构的失效概率或可靠性。然而在应用干涉模型法时，所遇到的最大困难是如何得到等寿命下的强度分布，因为这一分布很难直接采用实验获得。 …… 此处隐藏：88字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……