转子叶盘结构减振方法研究

1

作者 张洋溢 林蓬成 周春燕 《上海航天（中英文）》 CSCD 2024年第1期152-163,共12页

转子叶盘结构在高速和超高速的运行状况下,可能因为失稳而剧烈振动,进而引发严重的安全事故。增大叶盘结构阻尼是减轻其振动的有效方法之一。国内外学者针对叶盘结构,开展了大量的研究,为了充分了解叶盘结构减振方法的研究进展,推动相... 转子叶盘结构在高速和超高速的运行状况下,可能因为失稳而剧烈振动,进而引发严重的安全事故。增大叶盘结构阻尼是减轻其振动的有效方法之一。国内外学者针对叶盘结构,开展了大量的研究,为了充分了解叶盘结构减振方法的研究进展,推动相关问题的深入研究,提出了将叶盘结构减振分为干摩擦、内摩擦和其他能量转换方式。对叶盘结构减振方法的相关研究进展进行了总结,并展望了叶盘结构减振的未来研究方向。 展开更多

关键词 转子 叶盘结构 阻尼 减振 摩擦

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刚度随机失谐叶盘结构概率模态特性分析 被引量：31

2

作者 王建军 姚建尧 李其汉 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期256-262,共7页

基于典型叶盘结构的集中参数模型和Monte Carlo数值计算,分析了刚度随机失谐叶盘结构的概率固有特性.给出了叶盘结构的扇区两自由度集中参数模型,计算并说明了其基本频率结构特性,根据叶盘结构模态振动物理背景,提出了一个定量表征模态... 基于典型叶盘结构的集中参数模型和Monte Carlo数值计算,分析了刚度随机失谐叶盘结构的概率固有特性.给出了叶盘结构的扇区两自由度集中参数模型,计算并说明了其基本频率结构特性,根据叶盘结构模态振动物理背景,提出了一个定量表征模态振型局部化程度的指标-模态局部化因子,分别计算了不同随机刚度失谐叶盘结构固有频率和模态振型局部化的统计特性,讨论了失谐因素的影响规律等.研究表明,叶片和耦合刚度的失谐影响的频率区间有着明显的不同,并在其影响频段内模态局部化因子会出现"突变"的现象. 展开更多

关键词 航空 、航天推进系统 叶盘结构 随机刚度失谐 概率振动模态特性 模态局部化因子

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叶盘结构受迫振动响应特性和主动失谐技术实验研究 被引量：5

3

作者 赵志彬 贺尔铭 +2 位作者 陈熠 张钊 王红建 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期892-897,共6页

文章开展了失谐叶盘结构受迫振动响应特性及叶片主动失谐技术的实验研究。基于12叶片谐调叶盘结构的叶尖质量调节方法,分别实现了两组典型的叶片随机失谐形式和两组典型的叶片主动失谐形式,在叶片根部施加行波激振力,对随机失谐叶盘结... 文章开展了失谐叶盘结构受迫振动响应特性及叶片主动失谐技术的实验研究。基于12叶片谐调叶盘结构的叶尖质量调节方法,分别实现了两组典型的叶片随机失谐形式和两组典型的叶片主动失谐形式,在叶片根部施加行波激振力,对随机失谐叶盘结构的受迫响应振动局部化进行了实验研究,并初步验证了叶片主动失谐技术对随机失谐的抑制能力;总结了失谐对叶盘结构受迫振动响应特性的影响规律,实验结果与有限元仿真结果吻合较好。 展开更多

关键词 叶盘结构 随机失谐 振动局部化 振幅放大因子 主动失谐

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叶片随机失谐与叶盘结构共振特性分析 被引量：6

4

作者 王红建 贺尔铭 赵志彬 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期189-193,共5页

叶片随机失谐对叶盘动力特性具有重要影响,导致叶盘系统模态局部化和受迫响应的急剧增大。文章针对叶片随机失谐,利用Monte Carlo分析方法,研究失谐叶盘结构模态局部化特性以及不同系统频率下的共振响应特性。随机失谐分布采用质量失谐... 叶片随机失谐对叶盘动力特性具有重要影响,导致叶盘系统模态局部化和受迫响应的急剧增大。文章针对叶片随机失谐,利用Monte Carlo分析方法,研究失谐叶盘结构模态局部化特性以及不同系统频率下的共振响应特性。随机失谐分布采用质量失谐和刚度失谐两种形式,着重分析其对叶片占优系统模态族的局部化程度、相应失谐共振响应及其最大振幅放大因子的影响规律。研究结果表明,失谐对叶盘低阶弯曲模态族的局部化程度影响最大,对应的最大振幅放大因子也相应较大。 展开更多

关键词 叶盘结构 随机失谐 共振特性 MONTE Carlo 振幅放大因子

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叶盘结构频率转向特征的量化分析研究 被引量：4

5

作者 李益萱 贺尔铭 +1 位作者 王红建 赵志彬 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期764-768,共5页

研究叶盘结构频率转向的曲线特征,是预测叶盘结构的失谐敏感性及振动局部化程度的重要前提。文章基于叶盘系统的集中参数模型,分析了频率转向曲线特征参数(频率曲线转向处曲率、频率曲线斜率、两频率曲线转向处最小距离)与叶盘系统结构... 研究叶盘结构频率转向的曲线特征,是预测叶盘结构的失谐敏感性及振动局部化程度的重要前提。文章基于叶盘系统的集中参数模型,分析了频率转向曲线特征参数(频率曲线转向处曲率、频率曲线斜率、两频率曲线转向处最小距离)与叶盘系统结构参数(耦合刚度,轮盘质量)之间的内在联系,仿真研究了频率转向曲线特征参数随叶盘系统结构参数的变化规律。研究结果表明:频率曲线转向处曲率越大(或斜率越大),系统失谐敏感性越大;频率转向曲线间隙处附近的系统模态局部化变化剧烈,该区域模态对结构失谐非常敏感。 展开更多

关键词 叶盘结构 集中参数模型 频率转向曲线特征 失谐敏感性

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并行工程环境下基于约束的叶盘结构建模与分析 被引量：3

6

作者 马枚 樊孝华 杨晓光 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第4期413-417,共5页

在网络工作站的集成化软件平台ＵＧ上，利用复合特征建模技术对复杂零组件的实体造型能力及其特征与ＳＴＥＰ标准定义实体的对应关系，完成了支持并行工程的航空发动机整体叶盘建模系统。针对航发零组件设计跨多学科的特点，建造了约束... 在网络工作站的集成化软件平台ＵＧ上，利用复合特征建模技术对复杂零组件的实体造型能力及其特征与ＳＴＥＰ标准定义实体的对应关系，完成了支持并行工程的航空发动机整体叶盘建模系统。针对航发零组件设计跨多学科的特点，建造了约束管理系统，以约束网络和规则库形式协调多功能小组的活动，保证在建模阶段即可避免后续研制中的问题。实现了ＵＧ和分析平台ＰＡＴＲＡＮ的模型传递，并以某型涡扇的整体叶盘为实例，进行了有限元静强度及振动分析。这项工作为并行工程在航发产品中的应用提供了支持工具。 展开更多

关键词 航空发动机 叶盘结构 建模 并行工程

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含两个相间裂纹叶片的失谐叶盘结构振动特性研究 被引量：4

7

作者 王艾伦 黄飞 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1270-1274,共5页

基于集中质量叶盘结构模型,推导了含两个相间裂纹叶片的失谐叶盘结构的振动方程,揭示了两个相间裂纹叶片对叶盘结构振动特性的影响规律。比较分析了含两个相间裂纹叶片与含一个裂纹叶片的失谐叶盘结构振动特性的差异。分析结果表明,两... 基于集中质量叶盘结构模型,推导了含两个相间裂纹叶片的失谐叶盘结构的振动方程,揭示了两个相间裂纹叶片对叶盘结构振动特性的影响规律。比较分析了含两个相间裂纹叶片与含一个裂纹叶片的失谐叶盘结构振动特性的差异。分析结果表明,两个相间裂纹叶片引起了重固有频率对的显著分离,增大了振动局部化程度,导致叶盘结构的振动特性更加复杂。另外发现两个对裂纹深度变化极不敏感的特殊叶片,这可为工程中裂纹叶片的检测提供理论依据。 展开更多

关键词 叶盘结构 失谐 裂纹叶片 振动局部化

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基于FE-ERSM航空发动机叶盘结构可靠性研究 被引量：3

8

作者 白斌 白广忱 李超 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期823-831,973,共9页

为了更准确地描述航空发动机叶盘结构的变形以及控制的合理性,提出了一种高效高精度的概率分析方法,即有限元-极值响应面法(finite element-extremum response surface method,简称FE-ERSM)。该方法与响应面法(response surface method... 为了更准确地描述航空发动机叶盘结构的变形以及控制的合理性,提出了一种高效高精度的概率分析方法,即有限元-极值响应面法(finite element-extremum response surface method,简称FE-ERSM)。该方法与响应面法(response surface method,简称RSM)和蒙特卡罗法(Monte Carlo method,简称MCM)相比,在不降低精度的情况下,效率显著提高,具有非常重要的工程应用价值。在分析中考虑了典型载荷,选取输入变量且考虑了参数的不确定性等因素。通过概率分析,不仅获得了其径向变形可靠度和径向变形以及应力场模拟样本、极值响应面、相对概率分布,而且对其径向变形和应力场进行灵敏度分析,得到了影响叶盘结构径向变形以及应力场分布的主要影响因素。最后,将FE-ERSM与RSM和MCM比较分析,验证了该方法在航空发动机叶盘结构分析中的合理性。 展开更多

关键词 航空发动机 叶盘结构 概率分析 有限元-极值响应面法 灵敏度分析

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考虑榫槽/榫齿配合间隙的叶盘结构疲劳寿命稳健性优化研究 被引量：2

9

作者 陈志英 王朝 周平 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期857-864,共8页

为了更好地满足榫齿结构的设计、加工和制造需求,同时提高叶盘结构的疲劳寿命稳健性,利用有限元方法对不同配合间隙下的应力应变进行计算,揭示并分析了叶盘结构疲劳寿命随配合间隙的变化规律,综合考虑载荷、材料参数、配合间隙不确定性... 为了更好地满足榫齿结构的设计、加工和制造需求,同时提高叶盘结构的疲劳寿命稳健性,利用有限元方法对不同配合间隙下的应力应变进行计算,揭示并分析了叶盘结构疲劳寿命随配合间隙的变化规律,综合考虑载荷、材料参数、配合间隙不确定性的情况下,利用二次多项式响应面分别建立了随机变量与叶盘疲劳寿命的近似函数关系,并结合多目标规划理想点法建立了叶盘结构疲劳寿命多目标稳健性优化模型。优化结果表明:叶片、轮盘疲劳寿命均值分别增加了3.24%和1.93%,疲劳寿命概率区间分别降低了10.13%和8.16%,叶盘结构疲劳寿命对参数变化的敏感度降低,有利于更加准确地进行寿命评估。 展开更多

关键词 叶盘结构 配合间隙 疲劳寿命 多目标规划 稳健性优化

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激光技术在风扇/压气机整体叶盘结构修理中的应用 被引量：4

10

作者 孙明霞 梁春华 张世福 《航空制造技术》 北大核心 2013年第9期62-65,共4页

世界知名航空发动机产品研制商和工艺开发商研发了激光金属沉积、激光低热输入精密金属沉积工艺和激光冲击强化表面处理工艺等先进且可行的激光工艺，并将其应用到整体叶盘等先进产品中，取得了很好的效果。因而，综述其特点、发展和应... 世界知名航空发动机产品研制商和工艺开发商研发了激光金属沉积、激光低热输入精密金属沉积工艺和激光冲击强化表面处理工艺等先进且可行的激光工艺，并将其应用到整体叶盘等先进产品中，取得了很好的效果。因而，综述其特点、发展和应用可为中国新一代航空发动机风扇／压气机整体叶盘结构的发展提供参考与借鉴。 展开更多

关键词 整体叶盘结构 风扇 压气机 激光技术 应用 结构修理 航空发动机 表面处理工艺 激光冲击强化

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叶盘结构频率转向特征及失谐敏感性实验研究 被引量：1

11

作者 赵志彬 贺尔铭 +1 位作者 王红建 陈熠 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期73-77,共5页

搭建了用于失谐叶盘结构固有特性及失谐敏感性研究的实验平台,对谐调叶盘结构的频率转向现象进行了实验研究,验证了以往理论分析和有限元仿真中发现的频率转向特征和模态振型转换现象;通过在叶尖粘贴不同的质量块,模拟了三种典型的叶片... 搭建了用于失谐叶盘结构固有特性及失谐敏感性研究的实验平台,对谐调叶盘结构的频率转向现象进行了实验研究,验证了以往理论分析和有限元仿真中发现的频率转向特征和模态振型转换现象;通过在叶尖粘贴不同的质量块,模拟了三种典型的叶片失谐形式,实验研究了失谐叶盘结构的模态局部化问题;针对同一叶片失谐形式下不同的模态密度区域,实验研究了模态密度对失谐敏感性的影响规律。实验结果与有限元实验仿真结果吻合较好。 展开更多

关键词 叶盘结构 频率转向 模态局部化 模态密度 失谐敏感性

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基于应变模态的自带冠叶盘结构振动局部化问题 被引量：1

12

作者 毕红霞 王艾伦 曹旭辉 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期524-528,共5页

目前循环周期结构振动局部化问题的研究多采用位移模态,应变模态鲜见用于相关研究。因此,基于自带冠叶盘结构有限元模型,提出将应变模态用于振动局部化问题研究的设想,对比分析了应变模态和位移模态在衡量失谐叶盘结构振动局部化时的效... 目前循环周期结构振动局部化问题的研究多采用位移模态,应变模态鲜见用于相关研究。因此,基于自带冠叶盘结构有限元模型,提出将应变模态用于振动局部化问题研究的设想,对比分析了应变模态和位移模态在衡量失谐叶盘结构振动局部化时的效果。研究发现,与位移模态相比,基于应变模态的振动局部化尤其是振动响应局部化对刚度失谐更敏感;同一阶次的应变模态振型和位移模态振型不完全相同。研究结果对含减振结构循环周期系统的设计有重要理论意义。 展开更多

关键词 叶盘结构 应变模态 振动局部化 循环周期结构

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基于改进曲率模态的叶盘结构损伤识别研究 被引量：1

13

作者 彭鸿博 张奇奇 但敏 《机床与液压》 北大核心 2020年第6期99-106,共8页

针对曲率模态不能识别结构端部单元损伤的问题,提出了改进的曲率模态识别模型。叶盘是航空发动机结构非常重要的部件之一,若其发生故障将对发动机安全运转造成严重的威胁。而曲率模态对结构故障具有很强的敏感性,运用曲率模态方法,从不... 针对曲率模态不能识别结构端部单元损伤的问题,提出了改进的曲率模态识别模型。叶盘是航空发动机结构非常重要的部件之一,若其发生故障将对发动机安全运转造成严重的威胁。而曲率模态对结构故障具有很强的敏感性,运用曲率模态方法,从不同的损伤位置以及不同的损伤程度这两方面比较了叶盘模态振型变化情况,并且用改进的曲率模态方法对结构端部进行计算。数值计算结果表明:当发动机叶盘受到损伤,位移模态和结构频率难以有效反映出结构的损伤位置,各阶固有频率会下降;曲率模态方法能有效反映出结构损伤状况,曲率在损伤处发生突变现象,并能对损伤程度给出定性的描述;而改进的曲率模态识别模型能够识别出结构端部的损伤故障。这为航空发动机叶盘结构的损伤检测提供了理论依据。 展开更多

关键词 曲率模态 频率 叶盘结构 改进的曲率模态 损伤检测

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叶盘结构振动应力数值预测方法研究 被引量：1

14

作者 李罡 何俊勇 《强度与环境》 2007年第2期24-30,共7页

给出了叶盘结构振动应力数值预测方法。首先计算了协调叶盘结构在设计转速下、气动力作用下的振动应力,然后根据错频方案,研究了叶盘振动特性,对其振动应力进行预测,并对不同错频方案的计算结果进行了对比分析。认为错频对振动应力的影... 给出了叶盘结构振动应力数值预测方法。首先计算了协调叶盘结构在设计转速下、气动力作用下的振动应力,然后根据错频方案,研究了叶盘振动特性,对其振动应力进行预测,并对不同错频方案的计算结果进行了对比分析。认为错频对振动应力的影响正比于其对振动位移(振幅)的影响,可以从系统最大位移的角度来评估叶盘转子失效的风险。 展开更多

关键词 叶盘结构 应力 数值预测

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含预紧力失谐的叶盘结构振动局部化问题研究 被引量：1

15

作者 毕红霞 《机械设计》 CSCD 北大核心 2013年第4期74-78,共5页

在工程实践中发现叶盘结构存在一种新的失谐——预紧力失谐,基于一个含预紧力的叶盘结构连续参数模型,对比分析了预紧力失谐和刚度失谐下叶盘结构的振动特性,揭示了预紧力失谐对叶盘结构振动响应局部化的影响规律。研究发现,预紧力失谐... 在工程实践中发现叶盘结构存在一种新的失谐——预紧力失谐,基于一个含预紧力的叶盘结构连续参数模型,对比分析了预紧力失谐和刚度失谐下叶盘结构的振动特性,揭示了预紧力失谐对叶盘结构振动响应局部化的影响规律。研究发现,预紧力失谐不会导致模态局部化,但能导致叶盘结构出现振动响应局部化,在相同失谐强度下,预紧力失谐所导致的叶盘结构振动响应局部化程度与固有参数失谐相当。因此,预紧力失谐不能通过传统的检测手段如模态实验来发现。这些结果一方面完善了失谐叶盘结构的研究内容,一方面为叶盘结构的设计和制造提供了理论指导。 展开更多

关键词 预紧力失谐 叶盘结构 振动响应局部化 动态子结构法

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航空发动机整体叶盘结构及发展趋势 被引量：26

16

作者 黄春峰 《现代零部件》 2005年第4期96-101,共6页

现代航空发动机的结构设计和制造技术是发动机研制、发展、使用中的一个重要环节，为满足以F119、F120、EJ200为标志的第4代战斗机用发动机以及未来高推比新概念发动机的性能要求，除采用先进技术减少飞机机体结构、机载设备的重量外，... 现代航空发动机的结构设计和制造技术是发动机研制、发展、使用中的一个重要环节，为满足以F119、F120、EJ200为标志的第4代战斗机用发动机以及未来高推比新概念发动机的性能要求，除采用先进技术减少飞机机体结构、机载设备的重量外，关键是要求发动机的推重比达到10．0一级，重点突破发动机部件的气动、结构设计、材料、工艺等方面的关键技术。 展开更多

关键词 航空发动机 整体叶盘结构 发展趋势 结构设计 发动机部件 制造技术 重要环节 F119 性能要求 机体结构 先进技术 机载设备 关键技术 新概念 推重比 飞机

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考虑控制电路失谐的叶盘结构振动控制研究

17

作者 王艾伦 李林 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1387-1392,共6页

以适用于多能域系统建模的功率键合图为工具,建立了叶盘结构与压电回路耦合动力学模型,研究了电路参数失谐对叶盘结构振动特性的影响规律,并进行了验证。研究结果表明:控制电路失谐会使叶盘结构的动力学特性受到影响,且其影响大小与失... 以适用于多能域系统建模的功率键合图为工具,建立了叶盘结构与压电回路耦合动力学模型,研究了电路参数失谐对叶盘结构振动特性的影响规律,并进行了验证。研究结果表明:控制电路失谐会使叶盘结构的动力学特性受到影响,且其影响大小与失谐支路离失谐叶片的距离有关,距离越远影响越小;在同一支路的各个参数中,电阻失谐对叶盘结构的最大振幅影响最大,电容失谐不影响叶盘最大振幅。此外,研究发现:控制电路失谐不一定会加剧叶盘结构振动局部化,在某些电路失谐模式下,叶盘结构振动局部化程度反而减小,说明谐调压电循环周期电路对失谐叶盘结构振动的控制效果并非最佳,而设计适当失谐的压电控制电路反而能得到更好的振动控制效果。 展开更多

关键词 叶盘结构 振动主动控制 压电回路 失谐

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叶盘结构振动应力数值预测方法研究

18

作者 李罡 何俊勇 《南昌大学学报（工科版）》 CAS 2007年第1期43-48,共6页

给出了叶盘结构振动应力数值预测方法.首先计算了协调叶盘结构在设计转速下、气动力作用下的振动应力,然后根据错频方案,研究了叶盘振动特性,对其振动应力进行预测,并对不同错频方案的计算结果进行了对比分析.认为错频对振动应力的影响... 给出了叶盘结构振动应力数值预测方法.首先计算了协调叶盘结构在设计转速下、气动力作用下的振动应力,然后根据错频方案,研究了叶盘振动特性,对其振动应力进行预测,并对不同错频方案的计算结果进行了对比分析.认为错频对振动应力的影响正比于其对振动位移(振幅)的影响,可以从系统最大位移的角度来评估叶盘转子失效的风险. 展开更多

关键词 叶盘结构 应力 数值预测 研究

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大小叶盘结构连续参数模型和振动模态 被引量：7

19

作者 叶先磊 王建军 +1 位作者 朱梓根 李其汉 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期66-72,共7页

给出了用于研究大小叶片整体叶盘结构固有振动特性分析的连续参数模型。模型用 Timoshinko梁模拟叶片 ,用平板模拟轮盘 ,并在叶片和轮盘间引入弹簧元件模拟叶片和轮盘间的耦合关系 ,简化了两者间的边界条件和连续性条件。采用 Gram-Schm... 给出了用于研究大小叶片整体叶盘结构固有振动特性分析的连续参数模型。模型用 Timoshinko梁模拟叶片 ,用平板模拟轮盘 ,并在叶片和轮盘间引入弹簧元件模拟叶片和轮盘间的耦合关系 ,简化了两者间的边界条件和连续性条件。采用 Gram-Schmidt方法生成正交多项式作为李兹容许函数进行模型的离散化 ,简化了所得到的频率方程求解过程 ,有利于求解过程的数值稳定性 ,并可方便地通过对方程系数性质的分析了解结构振动模态的性质。利用上述的分析原理和求解方法 ,进行了简化的大小叶片整体叶盘结构的计算 。 展开更多

关键词 航空、航天推进系统 大小叶片技术 整体叶盘结构 连续参数模型 振动模态

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多源不确定性下叶盘结构疲劳可靠性分析与优化设计 被引量：3

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作者 牛晓鹏 朱顺鹏 +2 位作者 高杰维 廖鼎 何金超 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期222-230,共9页

为了更好地满足叶盘结构的设计需求,针对叶盘结构疲劳寿命分散和几何参数众多等问题,基于随机有限元法构建了融合多源不确定性的叶盘结构疲劳可靠性分析与优化设计框架。首先,采用应力敏感因子分析筛选叶盘结构关键尺寸;然后,将关键尺... 为了更好地满足叶盘结构的设计需求,针对叶盘结构疲劳寿命分散和几何参数众多等问题,基于随机有限元法构建了融合多源不确定性的叶盘结构疲劳可靠性分析与优化设计框架。首先,采用应力敏感因子分析筛选叶盘结构关键尺寸;然后,将关键尺寸、材料属性及载荷定义为随机变量,基于其分布规律进行拉丁超立方抽样以开展随机有限元分析和寿命预测;最后,结合寿命预测结果,分别运用插值法、概率累积疲劳寿命法以及Kriging代理模型进行了叶盘结构可靠性优化设计。结果显示,经上述三种方法优化后,叶盘结构中值疲劳寿命分别提升了27%,1.4%和108%。其中,基于Kriging代理模型建立的优化方法效果最佳,显著提升了叶盘结构的使役可靠性。 展开更多

关键词 疲劳可靠性 叶盘结构 不确定性 随机有限元 优化设计

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