Aviatsiyalarning dvigatellari - bu ko'p tarmoqli kesish va ko'p komponentli stroningli odatiy muhandislik tizimidir. Ular yuqori haroratda, yuqori bosim, yuqori tezlikda va ko'p tarmoqli va atrof-muhit ostida ishlaydi va yuqori darajadagi va engil vazn, uzoq umr va yuqori ishonchlilik kabi foydali talablarga javob berishi kerak. Ular rivojlanishda katta qiyinchiliklarga ega ekstremal mahsulotlardir. Samolyot dvigatellarining asosiy tarkibiy qismi sifatida, rotraf tarkibi tarkibiy yaxlitligi va konstruktsiyaning ishonchliligi samolyot dvigatel dizayni va dvigatelni cheklashni cheklashning eng zaif havolalari.
Bir tomondan, tarkibiy tizim qattiq va murakkab aerodinamik, mexanik va termal yuklarga duchor bo'ladi, mexanika (gaz-issiqlik) materiallar, jarayonlar va boshqa fanlar bilan o'zaro ta'sir qiladi va cheklaydi; Boshqa tomondan, tarkibiy hayot katta tarqalishini ko'rsatadi, xavfsiz parvoz esa kam ishlamay qolish ehtimolini talab qiladi. Ayni paytda an'anaviy detninistik dizayn texnologiyasi ko'plab muammolarga duch kelmoqda. Probistik dizayn, yaxshi dizayni usuli sifatida xavflarni kamaytirish, vaznni kamaytirish va ishonchlilik talablari bilan yakunlanadi. Bu ilg'or samolyotlar dvigatelini rivojlantirish bo'yicha inqirozni hal qilishning eng istiqbolli texnologiyalaridan biridir. Dvigatel tarkibiy dizaynini rivojlantirish
Aeroengine tarkibiy dizayni statik kuchlar, hayot dizayni, bardoshli chidamlilik dizayni va tarkibiy preklikalistik dizaynni rivojlantirish jarayonida o'tdi.
Statik kuch dizaynining asosiy boshlang'ich nuqtasi shundaki, tuzilma ushbu dizayn yuki ostida buzilmaydi; Foydalanish yuklanganidan keyin yuk tushirishdan keyin doimiy doimiy deformatsiya yo'q. O'tmishda uzoq vaqt davomida kichik dvigatel yuklanishi tufayli tuzilishning stress darajasi juda past edi va tarkibiy hayotga qo'yiladigan talablar yuqori emas edi va statik kuch dizayni loyiha talablariga javob bermadi.
1954 yilda ingliz "kometasi" Jet Airliner portladi va dengizga qulab tushdi. Baxtsiz hodisaning sababi singan shikastlanish edi, samolyot fuselage metall tarkibining charchoq ta'siri natijasida yuzaga keladi. Bu shuni ko'rsatadiki, statik kuchga ko'ra tarkibiy qismlarni loyihalash ularning xavfsizligini ta'minlay olmaydi va xavfsiz xizmat ko'rsatish muddati tarkibiy dizaynda xavfsiz xizmat ko'rsatish muammosi ko'rib chiqilishi kerak. Baxtsiz hodisadan so'ng, aviatsiya dvigatellarining tarkibiy dizaynida xavfsizlik hayot usuli qabul qilindi.
Xavfsiz hayotiy dizaynning maqsadi - bu tuzilma nuqsonsiz doimiy yagona tana hisoblanadi. Muhrodlardagi tarkibiy dizayn ko'pincha eksperimentlar orqali tuzilishning o'rtacha umrini belgilaydi va yuqori darajadagi disforing koeffitsientini olish uchun tajribani birlashtiradi, so'ngra strukturaning ruxsat etilgan hayotini birlashtiradi.
Buyuk Britaniya Mudofaa Standard Faction (00-971) 99,87% (masalan, {-3 {{-3 {-3 {{-3 ning ishonchliligi bilan skinni xavfsiz hayotga mos keladigan egri chizig'ini talab qiladi. The American Aviation Turbojet and Turbofan Engine General Specification (MIL-E-5007D) stipulates that the typical structure of the engine adopts a safe life design, and the allowable strength and life characteristics of the material are based on -3σ, and the corresponding confidence level is 95%, see Figure 1. In terms of civil aircraft, the airworthiness clause FAR33.14 issued by the Federal Amerika Qo'shma Shtatlari aviatsiya ma'muriyati (FAA) kompressorlar va turbinalar kabi rotor qismlari hayotni xavfsiz hayot dizayni usulidan foydalangan holda aniqlashni talab qiladi; Air-Luqvod qoidalari Evropa qo'shma aviatsiya organining JAR-E qismining JAR-E qismlari, dvigatel rotor qismlarining hayoti hayotiy hayot usuli bilan belgilanishi kerakligini ta'kidlaydi.
Xavfsizlikning xavfsiz hayot dizayni usuli, dvigatel tarkibiy materiallarining mexanik xususiyatlarini targ'ib qiladi va xizmat paytida strukturaning xavfsizligini ta'minlash uchun probiylarning xavfsizligini ta'minlash uchun yuqori ishonchliligini hisobga oladi. Biroq, haqiqiy tuzilmani qo'shimchalar, teshiklar (yoriqlar) va bo'shliqlar kabi kamchiliklarni o'z ichiga olishi kerak. Shuning uchun, hayotni xavfsiz dizayn usuli tuzilishning xavfsizligi va ishonchliligini kafolatlamaydi;
Bundan tashqari, hayotiy hayot dizayni juda konservativ dizayn usulidir. Hozirgi 95% ishonch darajasi va 99,87% ishonchlilik, 1, {4}}} belgilangan yoriqlar bo'ladi va boshqa 999 kishi charchoq hayotiga erishishi va xizmatdan chiqishi mumkin. Xavfsiz hayotiy usuldan foydalangan holda disklarning 80% dan ortig'i bekor qilinganidan keyin 10 baravar ko'p, shuning uchun ko'proq iqtisodiy dizayn va baholash usullarini ishlab chiqish kerak.
Dvinistik zarar etkazishning bardoshli dizayni dvigatel tuzilmasi dizayni bo'yicha xavfsizlik va iqtisodiy muammolarni hal qilishi mumkin. Ushbu usul hayotiy dizaynning xavfsiz usulidan farq qiladi. Ma'lumotda kamchiliklar yoki kichik yoriqlar borligini taxmin qiladi va ular asta-sekin charchoq yuklari ta'sirida asta-sekin kengayib boradilar, natijada tarkibiy muvaffaqiyatsizlikka olib keladi. Aytishning bardoshli dizayni foydalanish shartlari, moddiy xususiyatlar va tuzilishning talablariga binoan tuzilishning maksimal nuqsonini aniqlaydi, uning tarkibiy kamchiliklari va kengaytirilgan tarkibiy qismlarni oqilona oshiradi, va dvigatel tuzilmasiga texnik xizmat ko'rsatish samaradorligini oshiradi.
AQSh aviakompaniyasining tarkibiy yaxlitligi bo'yicha tuzilganligi aniq ko'rsatilgan (Mil-STD {{{{}}}}) shikastlanish va nazorati tuzilish va nazoratni asosiy texnikani aniqlash kerakligini aniq ko'rsatib turadi. Biroq, hal qiluvchi vositachiligi bardoshli dizayn usulida turli xil tasodifiy omillarning ta'sirini aniq ko'rib chiqish va tuzilish ehtimolini va kiruvchi parametrlarning sezgirligini aniq oldindan aytib bo'lmaydi.
Yuqoridagi dizayn jarayonida o'rganilgan va belgilangan mezonlar, qonunlar va usullar, ishlab chiqarish jarayoni, ishlab chiqarish jarayoni, missiyalardan foydalanish jarayoni, missiyalardan foydalanish va boshqa parametrlar belgilangan qiymatlardan foydalanadi, bu esa tuzilmaning charchoq umrini aniq oldindan aytib bo'lmaydi. Shuning uchun tarkibiy vazn, xizmat ko'rsatishning hayoti va dizayn mezonlarini optimallashtirish va muvozanatlash qiyin va miqdoriy ishonchlilik indeksini berish mumkin emas. Ishonchlilik bilan hayotiy talab zamonaviy dvigatel dizaynining muhim xususiyati va tarkibiy preabilizm dizayni tarkibiy ishonchlilikni ta'minlash uchun muhim dizayn usulidir.
Tarkibiy prodyihning dizayni usuli shuni anglatadiki, tuzilishning tuzilishi va haqiqiy salohiyatining haqiqiy salohiyatiga ko'ra, ikkalasi ham probiylarning ham mavjud. Dizayn vaqtida aniq qadriyatlarni berishning iloji yo'q. Ular ma'lum bir tarqalishga rioya etadigan tasodifiy o'zgaruvchilar yoki tasodifiy o'zgaruvchilar deb nomlanadi. Buni tarkibiy dizaynning boshlang'ich nuqtasi sifatida olish [10] ob'ektiv haqiqatga mos kelishi mumkin. INSPTRESSINING TIZIMI (IHPTET) IHTTET tizimini qo'llab-quvvatlaganligi va xavfsizlik va ish qobiliyati bilan, ularda ishlab chiqarish va mehnat qobiliyati bo'yicha, ehtimoliy va mehnat qobiliyati bilan bog'liq bo'lgan reget tizimini (PDS) in rotor dasturini (PDS) taklif qildi. Preabilistik yuqori texnologiyalardan biri sifatida pichoqlarning yuqori tsikli charchagan. The US Engine Structural Integrity Program (MIL-HDBK-1783B) also pointed out that using probabilistic design margin instead of traditional safety factor or deterministic margin can more accurately represent the changes in component response. Fuqaro aviatsiyasi sohasidagi Fuqaro aviatsiyasi sohasidagi tarkibiy preabilizm dizayni qo'llanuvini ilgari surdi, ya'ni filialga qarshi turadi, bu esa dvigatelni cheklaydigan qismlar uchun mo'ljallangan va muvaffaqiyatsizlikka to'g'ri keladigan qismlar uchun mo'ljallangan xususiyatlar uchun belgilanadi.
Kengaytirilgan samolyotlar, chang qotishmalar, interpalik birikmalar, sopol materiallar, kompozit materiallar va boshqalar kabi ilg'or samolyotlar, tobora yangi materiallarning ishlashi maqsadida doimiy ravishda paydo bo'ladi. Ushbu materiallar kuch, stress, zichlik va hokazolar kabi an'anaviy metal qotishmalarini aniq yaxshilaydi, ammo ularning moddiy xususiyatlari va dizayniy dizayn usullaridan foydalanish katta og'ishlarni keltirib chiqaradi. Shuning uchun, yangi materiallar, yangi tuzilmalar va yangi jarayonlarning yangi tizimlari bo'yicha premy'yabil dizayn uslublarini qabul qilish kerak. Oddiy dvigatel tuzilmalarining probiyotektiv dizayni uchun muhim texnologiyalar
1. Tasodifiy omillarning probiys modeli (1) Dispormal dvigatellar, ayniqsa harbiy dvigatellar, masalan, krujkalar, aerodinamik yuklar, aerodinamik yuklar va harorat yuklari kabi ko'plab parvoz vazifalarini to'ldirishlari kerak. Dvigatelni yuklash ehtimoli modelini yuklash spektrni qayta ishlash texnologiyasi bilan birlashtirilishi kerak va dvigatel yuklash spektri va strukturaviy yuklash spektri kabi zararni o'zgartirish printsipi o'rganilishi kerak. Dvigatel maydonini tezlashtirish va qayta ishlash bilan vaqt o'tishi bilan odatiy dvigatel tuzilishini yuklash va qayta ishlash orqali, statistik dvigatel tuzilishi qonuni olinadi va statistik nazariya odatiy dvigatel tuzilmasining ishlash ehtimolini yaratish uchun ishlatiladi.
(2) material dispersiyatsiyasida dvigatelning tarkibiy materiallarini tayyorlash jarayonida tafovutni tayyorlashda moddiy mexanik ishlov parametrlarini (elastik model, poissonning nisbati, stressga chidamli egri va boshqalar tarqalishiga olib keladi); Shu bilan birga, qayta ishlash texnologiyasining murakkabligi tufayli, odatiy dvigatel tuzilishining turli qismlarining moddiy xususiyatlari ham sezilarli darajada farq qiladi. Shuning uchun tajriba orqali tasdiqlangan ehtimollik modelini yaratish uchun strukturaning turli qismlarining standart materiallari va xarakteristik simulyatsiya qismlarining sinov ma'lumotlarini birlashtirish kerak.
Masalan, tsiklik stressli stressli stressli munosabatlarning tarqalishi bilan shug'ullanish, sektorning keskin qismlari va plastmassa komponentlari, plastmassa komponentlar, plastik shtamment komponentlari va stresslar mos ravishda belgilanadi. Yuqoridagi tenglamalar tasodifiy va tsiklik stressning ehtimollik modeli regressiya usuli bilan belgilanadi, chunki regressiya usulida, qayta ishlash jarayonlari, materiallar tayyorlash, qayta ishlash usullari va aniqlash texnologiyasi kabi tasodifiy omillar tomonidan keltirilgan tarkibiy qismlarga tegishli.
Boshlang'ich nuqsonli tasodifiylik. Mavjud bo'lgan shaklda ko'rsatilganidek, shakllanish, teshiklar, teshiklar va ichki nuqsonlar uchun, masalan, yodgorlik / yassi va ichki nuqsonlar, ya'ni turli xil mintaqalardagi odatiy zararlanganlik usullarini ishlab chiqish va ularning ekvivalentini aniqlash usullarini ishlab chiqish va turli mintaqalardagi odatiy dvigatellar uchun ajratish usullarini ishlab chiqish va turli xil mintaqalardagi tipikli zararlar modelini yaratish uchun. Shuning uchun turli mintaqalardagi timsolli zararlar usulini ishlab chiqish va turli mintaqalardagi odatiy dvigatellar uchun ajratish usullarini yaratish. Geometrik o'lchamli tasodifiylik. Oddiy dvigatel tuzilmalarining geometrik o'lchamlari mexanik qayta ishlash texnologiyasining beqarorligi tufayli tasodifiydir. Shu maqsadda odatiy mexanizm tuzilmalarining asosiy geometrik o'lchamlarini sezgir tahlil qilish va ehtimoliy taqsimot xususiyatlarini aniqlash uchun asosiy geometrik o'lchovlar bo'yicha statistik ma'lumotlarni aniqlash kerak.
Qoldiq stressli tasodifiylik. Dvigatel tuzilmasini davolash texnologiyasi kabi qayta ishlash texnologiyasining beqarorligi (masalan, lazerni mustahkamlash), issiqlikni davolash texnologiyasi (masalan, qattiq hal qiluvchi, qariyalar) va elektr tog 'payvandlashi kabi, tuzilishning ichki qismiga olib keladi. Qoldiq stressning ehtimollik modeli raqamli simulyatsiya, jarayonni tekshirish va matematik statistika orqali muntazam ravishda o'rganilishi kerak.
Nuqsonni aniqlash texnologiyasining tasodifiyligi. Turli xil aniqlash texnologiyalari tasodifiylikni o'lchash minimal nuqsonning minimal hajmi va holatiga olib keladi. Ushbu tasodifiylikni tasvirlash uchun nuqsonni aniqlash (POD). Nasratli namunalarni etarli miqdordagi kamchiliklar va pozitsiyalar bilan tayyorlash, kamchiliklarni aniqlash va aniqlash ma'lumotlarining matematik modelini tayyorlash orqali statistik ishlov berish orqali olinadi.
2 Tajribalar dvigatel tuzilmalarining probiyotektiv dizayni uchun muhim texnologiyasiga aylandi. Oddiy yuklarni / muhitlardagi odatiy dvigatel tuzilmalarining kompozitsion etishmovchiligi mexanizmini aniqlash uchun tajriba tekshiruvi bilan diqqat bilan birlashtirish kerak. Yuklarni, materiallar va jarayonlarning tarqalishi bilan birgalikda tajriba vositalari tomonidan tasdiqlangan odatiy dvigatel tuzilmalarining tarkibiy barqarorligi modeli o'rnatilgan.
Aeronavtika va astronavtika universiteti tarkibiy qismlari va ko'p jihatdan optimal optimallashtirishning tarkibiy guruhi (G33) dvigatellarining yuqori bosimli dvigatelining yuqori bosimli dvigatellari va ishlab chiqarish usullarining yuqori bosimli dvigateli va materiallardan tortib, materiallardan ajratish. xususiyatlarni loyihalash uchun xususiyatlar (5-rasm). 3. Tarkibiy probikalistik javoblarni tahlil qilish texnologiyasi
Oddiy dvigatel tuzilmalarining probiysiligi ko'plab fanlar va murakkab tuzilmalarni o'z ichiga oladi. Strukturaviy etishmovchiligini hal qilish uchun to'g'ridan-to'g'ri raqamli usullardan foydalanishi kerak yoki ishonchlilik uzoq vaqt hisoblash vaqtiga olib keladi. Shuning uchun, ehtimoliy javoblar tahlili usulini tashkil etish, odatiy dvigatel tuzilmalarining probiyssiz dizaynining asosiy texnologiyasidir.
Hozirgi vaqtda Monte Carlo usuli bilan javoblar ko'pincha tarkibiy ehtimollik bilan tahlil qilish va yuqori darajadagi tez-tezlik va yuqori darajadagi tezlik bilan tahlil qilish usullari, ehtimoliy dvigatelni tahlil qilish muammosini hal qilish uchun qo'llaniladi. Lotin giperucube usuli, masalan, kvazi-Monte Karlo usuli, Lotin Centroid namunalari va muhim namunalarni ishlatish usullari kabi namunalash usullari. Neron tarmog'i, kriging modeli kabi taxminiy modellashtirish usullari va qo'llab-quvvatlash vektorli mashinasini tanlash mumkin (6-rasm).
4. Tasodifiy omil sezgirlik tahlili
Tasodifiy omillarning sezgirligini tahlil qilish orqali, bir tomondan, tarkibiy hayotning tarqalishiga ta'sir etuvchi asosiy omillar aniqlanishi va odatiy dvigatel tuzilmalarining probiyotektiv dizayni uchun dizayn asosini ta'minlash; Boshqa tomondan, tarkibiy ehtimollikdagi sezgirlik darajasi past bo'lgan tasodifiy o'zgaruvchilar aniqlovchi parametrlar bo'yicha qayta ishlash va shu bilan hisoblash vaqti va eritma samaradorligini oshirishni yaxshilash; Asosiy tasodifiy omillarning tarqalishiga e'tibor qaratish, tarkibiy qobiliyatsizlik ehtimoli / ishonchliligini oshirishdagi boshqa omillarga qaraganda boshqa omillarga qaraganda to'g'ridan-to'g'ri va ahamiyatlidir.
5 Dvigatel tuzilmasi Propabilistik dizayn platformasi ko'p sonli iTerverativ hisob-kitoblarni talab qiladi. Hisoblash jarayoni davomida geometrik modeldagi har bir o'zgarish, tegishli ravishda o'zgarishi uchun davolash yoki chegara sharoitlari kabi tahlil ma'lumotlarini keltirib chiqaradi. Shuning uchun geometrik model va tahlil modeli o'rtasida aloqa texnologiyasi, to'rni avtomatik rekonstruktsiya qilish va yopilishni avtomatik ravishda qayta qurish, hal qilinishi kerak bo'lgan texnik qiyinchiliklardir.
Masalan, Beihang universiteti tarkibiy kuchlari va ko'p tarmoqli vositalarni boshqarish bo'yicha ilmiy-tadqiqot guruhi murakkab geometrik inshootlarni almashtirish uchun virtual bloklar, tokulanuvchilar turbinaning ko'p tarmoqli optimallashtirish jarayonida (MDD) tarqalishining cheklovlarini joriy etadi 7-rasmda ko'rsatilgandek pichoqlar. Milliy Muddatication 973 dasturi, Tempinali dizayn va ko'p tarmoqli dizaynerlik jarayonini Xitoydagi birinchi turbinaviy dizaynni ishlab chiqdi va yaratdi. U 8-rasmda ko'rsatilgandek ko'rsatilganidek, yuklash spektrini qayta ishlash, tasodifiy qayta ishlash, tanazzul rejimini tahlil qilish va loyihalashtirishning asosiy funktsiyalarini o'z ichiga oladi.
Oddiy dvigatel tuzilmalarining probiyotektiv texnologiyasi ilg'or dvigatelni tadqiq qilish va rivojlanish bo'yicha muammolarni hal qilishning eng istiqbolli texnologiyalaridan biriga aylandi. U asta-sekin Xitoyda zamonaviy aero-dvigatellarning asosiy qismlarini ishlab chiqishda qo'llaniladi. Bu mahalliy qo'llanilgan va ta'sir ko'rsatmoqda. Rivojlanishning navbatdagi bosqichida quyidagi tadqiqot ishlari chuqurlashishi va mustahkamlanishi kerak.
1. Preabilizm-struktsion strabilizatsiya tarkibiy dizayni, materiallar va jarayon integratsiyasi va iteratsiya ilg'or aero-dvigatelni rivojlantirish darajasini yaxshilashning asosiy yo'nalishlaridan biridir. Dvigatel strukturaviy prekyatiligi texnologiyasining samarali qo'llanilishi materiallar va jarayonlarni kompleks ko'rib chiqishdan ajralmasdir. Shu sababli, dvigatel tuzilmalarining dizaynulyatsiyasining probiys dizayni, ya'ni dvigatel parametrlarini birlashtirgan va odatiy strukturani ishlab chiqarishni boshqarish va muntazam ravishda ishlab chiqarishning ta'siri mexanizmini shakllantirish va dvigatel rejissyatsiyasini moslashtirish va dvigatel rejissyatsiyasini tartibga solishning probiy-premyavik integratsiyalangan dizayn nazariyasi va uslubini aniqlaydi.
2. Aero-dvigatellarning tarkibiy dizayni asosida optimal optimallashtirish dizayni aerodinamika, materiallar, issiqlik uzatish, tuzilishi va kuchi kabi ko'plab fanlarni o'z ichiga oladi. Fanlar bir-birlari bilan birlashadi. Bitta intizomning avtobusi dizayni loyihaning ishonchli talablariga javob berishiga kafolat berolmaydi.
