多源不确定性下叶盘结构疲劳可靠性分析与优化设计

• 作者: 牛晓鹏 朱顺鹏 高杰维 廖鼎 何金超
• 来源期刊: 推进技术
• 学科: 航空航天
• 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
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 优化与可靠性|Optimization and Reliability
• 页码范围: 222-230
• 页数: 9页
• 分类号: V231.95
• 语种: 中文
• DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.200988

摘要

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.