涡喷发动机涡轮转子模糊可靠性分析与计算

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1、RESEARCH学术论文涡喷发动机涡轮转子模糊可靠性分析与计算丰AnalysisandCalculationforFuzzyReliabilityofTurbineRotorinTurbojetEngine南京航空航天大学民航学院太原理工大学信息工程学院【摘要】航空发动机涡轮转子处于高温高压的工作环境，这类零部件单纯从设计可靠性角度来考虑具有较大的局限性，比如无法量化评估实际使用环境下的涡轮转子的可靠性情况。建立了考虑工作环境因素的涡轮转子磨损模型，结合模糊数学模糊集与隶属函数的理论提出了评估随时间变化的对涡轮转子

2、进行模糊可靠性分析与计算所依据的模糊可靠性数学模型。通过量化分析涡轮转子磨损量的影响因素确定了相应的隶属函数，利用该模糊可靠性模型实现计算基于时间的涡轮转子磨损的模糊可靠度?关键词：发动机涡轮转子可靠性模糊性【ABSTRACTlAnaeroengineworksundertheenvironmentofhigh·pressureandhigh-temperature，theconsiderationofitscomponentonlyfromdesignreliabilityhasgreatlimitations．

3、Awearmodelforturbinerotorcon—sideringworkingenvironmentfactorsisbuilt，makingthemathematicalmodelofthefuzzyreliabilityforanalysisandcalculationofthefuzzyreliabilityoftheturbinerotor．Basedonthefuzzymathandfuzzysetsmembershipfunc—tiontheory，therelatedinformationo

4、ftheturbinerotor’Sweardeterminedthemembershipfunctionisanalyzed，andthefuzzyreliabilitytheoryisusedtocalculatethefuzzyreliabilityofturbinerotor’Swearbasedontime．Keywords：AeroengineTurbinerotorReliabil-ityFuzzy涡喷发动机的涡轮转子由涡轮盘、轴承、涡轮轴及工作叶片等部分组成。由于转子的圆周速率和工作温度都非常高，所

5、以涡轮转子多设计为盘式，其中多级式涡轮中为提高转子的刚性，也可将涡轮转子做成鼓盘混合式‘”。涡轮转子容易发生磨损的部位主要有：叶片与机匣或封严(碰摩)、轴承；前者主要发生在发动机的使用初期，而后者则在发动机使用全过程中都持续存在。因为涡轮转子工作环境(高温高压等等)相当复杂，致使它的+国家自然科学基金与中国民航联合资助基金重点项目(60939003)江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(CXLXl2—0164)资助。余有锋左洪福刘鹏鹏刘丽芳一些信息具有不定性，是随机的或者是模糊的，如果继续运用传统可靠性分析方法对涡

6、轮转子的可靠性进行分析，就不能准确地判断和计算涡轮转子的可靠度。由于传统可靠性设计不能表述这种模糊性，所以只有借助模糊集合和隶属函数来表述它【21。1涡轮转子的模糊可靠性数学模型1．1模糊集和模糊可靠度模糊集A是指在论域U∈U都指定了一个数地(“)∈[0，l】，这时我们称胁(“)为甜对五的隶属度，它代表了“属于这个子集A的程度，称地：UI_[0，1】，UI．÷m(U)，(1)为A的隶属函数p1。在论域u上，若模糊子集A是一个随机变量，则称A为一个模糊事件。失效概率为：．rP(A)2脚(工)ff(x)dx。(2)其模

7、糊可靠度为：．rR=1一尸(A)=1一心(曲ff(x)dx。(3)1．2隶属函数的确定确定模糊性事物的隶属函数有多种不同的方法。一般采用以下几种方法确定隶属函数：模糊统计法、三分法、专家打分法和二元对比排序法等H】。隶属函数的确定必须依据一定的客观规律，应当能较客观地、准确的反映实际存在的模糊性。由于机械设计中有很多变量，例如许用变形、许用应力等，它们都是连续性的随机变量，则对这类变量宜采用偏小型的隶属函数来描述。如果用降半正态分布和降半梯形进行描述，则都能很好的表示出该过渡过程。(1)偏小型降半梯形分布。f(a2

8、一x)／(a2一a1)al<石≤a2∥^(工)={0x>a2，(4)10工≤以。式中，a．、a：为分布参数，且大于零【2】。(2)偏小型降半正态分布。舻卜卜华卜Ⅻ，㈦I1工≤口2013年第tO期·航空制造技术95学术论文式中，a、k为分布参数，且均大于零陋]。1．3模糊可靠度的数学模型将胁(x)和厂(x)带入式3，即可求得在不同的隶属函数条件下不同变量的相应