航空发动机限寿件疲劳可靠度计算新方法

作     者：游令非 张建国 周霜 杜小松 YOU Lingfei;ZHANG Jianguo;ZHOU Shuang;DU Xiaosong

作者机构：北京航空航天大学可靠性与系统工程学院北京100083 北京航空航天大学可靠性与环境工程技术国防重点实验室北京100083 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2019年第40卷第12期

页      面：104-115页

核心收录：

学科分类：07[理学] 08[工学] 070104[理学-应用数学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0701[理学-数学] 

基　　金：国家自然科学基金(51675026) 航空科学基金(2018ZC74001)~~ 

主　　题：疲劳可靠性 航空发动机 自适应重要抽样 自更新 主动学习 

摘      要：针对目前的航空发动机限寿件(ELLP)疲劳可靠性分析中的小失效概率事件以及其极限状态函数具有较强非线性的特点,提出了一种具有自更新机制的半径外自适应重要抽样(AUMCROAIS)疲劳可靠性分析方法。该方法首先利用蒙特卡罗自适应重要抽样(MCAIS)快速逼近真实设计验算点(MPP)附近,随后以近似设计验算点为中心进行极坐标抽样,并依次构造主动学习函数,对近极限状态函数和抽样半径进行最优选取,从而实现最优抽样半径的更新,通过不断的更新确定出最优抽样半径,加速失效概率计算的收敛。本方法提高了设计验算点的收敛速度同时保证了计算精度,解决了小失效概率事件以及强非线性极限状态函数可靠度计算难题,最后以某型发动机压气机轮盘为对象应用本方法,并与传统的蒙特卡罗仿真(MCS)方法、蒙特卡罗半径外自适应重要抽样法(MCROAIS)和一阶可靠性方法(FORM)进行了对比,验证了本方法的高效率、鲁棒性和仿真精度。