一种面向涡轮叶盘结构寿命概率分析的自适应处理方法技术

本发明专利技术涉及一种面向涡轮叶盘结构寿命概率分析的自适应处理方法，选择工程问题中典型3类函数作为验证函数对常用的7种代理模型从因子数目、因子间的非线性程度、计算精度及计算效率4个方面进行拟合性能分析，形成各类代理模型的调用规则，将规则集成进涡轮叶盘结构概率设计系统，形成一套自适应的代理模型；采用DOE方法对结构进行几何参数筛选，构建出适宜多因子高阶非线性问题的高效子代理模型，进而筛选出对应力影响较为显著的关键几何参数作为随机变量；采用DACE方法，构建出适宜少因子低阶非线性问题的高精度高效率子代理模型，并在此基础上进行蒙特卡洛抽样，输出可靠性数据，完成整个概率分析过程。

【技术实现步骤摘要】
一种面向涡轮叶盘结构寿命概率分析的自适应处理方法
本专利技术是一种针对航空发动机涡轮叶盘结构寿命可靠性设计的自适应处理方法，它是一种能够在保证计算精度的前提下有效降低发动机叶盘结构可靠性设计过程中由确定随机变量和进行概率分析所带来的巨大有限元仿真抽样计算量的近似模型方法，属于航空航天发动机

技术介绍
在结构概率分析中将设计变量处理为随机变量，为了由随机变量得到可信的随机响应输出，需要进行大规模抽样计算，工程上广泛使用蒙特卡洛抽样方法。涡轮叶盘结构作为航空发动机热端部件对寿命可靠性要求极高，根据英国国防标准《航空燃气涡轮发动机通用规范》(DEFSTAN00-971)，将可靠度99.87％的-3σ寿命作为安全寿命，为了达到99.87％的可靠度要求，通常需要进行105量级以上的抽样计算。如果直接进行这样大数量级的涡轮叶盘疲劳寿命有限元分析以获取寿命概率分布，其计算成本显然无法接受。为此结构可靠性分析中常采用代理模型技术，代理模型是用一个较为简单的函数关系近似替代实际模型的复杂仿真模型，其计算量较小，但是其计算结果与有限元模型的计算结果相近。通过进行少量次数(一般在102量级)的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向涡轮叶盘结构寿命概率分析的自适应处理方法，其特征在于：包括验证函数及代理模型的选择、代理模型拟合性能分析及调用规则的建立、涡轮叶盘结构几何参数筛选、涡轮叶盘结构寿命概率分析4个部分，实现步骤如下：(1)选择工程问题中典型的3类已知函数作为代理模型的验证函数，它们分别是：少因子高阶非线性函数、多因子低阶非线性函数、多因子高阶非线性函数；选择工程中常用的7种代理模型作为待测试代理模型，它们分别是：二阶多项式响应面、四阶多项式响应面、神经网络及四种Kriging模型；(2)基于步骤(1)所选择的验证函数和代理模型，从代理模型所能分析的因子数目、因子间的非线性程度、代理模型的计算精度及计算...

【技术特征摘要】
1.一种面向涡轮叶盘结构寿命概率分析的自适应处理方法，其特征在于：包括验证函数及代理模型的选择、代理模型拟合性能分析及调用规则的建立、涡轮叶盘结构几何参数筛选、涡轮叶盘结构寿命概率分析4个部分，实现步骤如下：(1)选择工程问题中典型的3类已知函数作为代理模型的验证函数，它们分别是：少因子高阶非线性函数、多因子低阶非线性函数、多因子高阶非线性函数；选择工程中常用的7种代理模型作为待测试代理模型，它们分别是：二阶多项式响应面、四阶多项式响应面、神经网络及四种Kriging模型；(2)基于步骤(1)所选择的验证函数和代理模型，从代理模型所能分析的因子数目、因子间的非线性程度、代理模型的计算精度及计算效率4个方面进行拟合性能的全面分析，根据分析结果形成各类代理模型的调用规则库，然后将规则库通过编写代码开发程序的方式，集成到涡轮叶盘结构概率设计系统中，形成一套自适应的代理模型，供后续使用；(3)采用DOE(DesignofExperiments)方法对涡轮叶盘结构的所有几何参数进行抽样生成样本点，并计算出结构的最大等效应力作为响应，样本点和响应值之间根据步骤(2)建立适宜多因子高阶非线性问题的子代理模型，并在子代理模型上完...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊江，胡殿印，廖祜明，李达，王荣桥，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11