融合材料信息的某涡轮盘疲劳寿命可靠性研究

发布时间：2017-07-31 00:18

  本文关键词：融合材料信息的某涡轮盘疲劳寿命可靠性研究

  更多相关文章： 涡轮盘 低周疲劳 失效分布 贝叶斯分析 可靠寿命

【摘要】：涡轮盘作为航空发动机中的核心部件,它的可靠性关乎着整部发动机的正常运转,同时也是探究整部发动机可靠性的重要基础。本文针对某航空发动机涡轮盘小子样疲劳寿命可靠性分析的研究,主要由三个部分组成：第一部分,研究了GH4133轮盘材料的低周疲劳失效分布类型,由第二章和第三章组成。首先,通过因果图和主次图分析得出涡轮盘的主要失效形式为低周疲劳失效。其次,利用经验分布函数法和平均失效率函数法,在考虑到同温度不同应变比、同应变比不同温度的差异下,分析得出GH4133材料的最佳失效分布为对数正态分布。第二部分,探究了GH4133材料失效分布函数的参数与各影响因子间的函数关系,为本文的第四章。首先,利用最大似然估计法对GH4133材料的疲劳失效数据做以对数正态分布的参数估计。再通过图表法与方差分析法对应变、温度、应变比与分布参数间的关系进行判别。得出均值只受应变的影响,标准差只受温度的影响并绘制相应的函数曲线。第三部分,对该涡轮盘的可靠度进行了分析,分为第五章和第六章。首先,以局部应力-应变法思想为基础结合修正的Neuber公式,利用ANSYS有限元法分析出涡轮盘危险部位的应力-应变历程。其次,基于贝叶斯分析法来探究该涡轮盘的低周疲劳寿命可靠性。分析得出该涡轮盘低周疲劳平均寿命为3453次循环,合1264飞行小时此时的可靠度P=50%；当可靠度P=99.87%时,涡轮盘的可靠寿命t0.9987为1668次循环,合611飞行小时。
【关键词】：涡轮盘 低周疲劳 失效分布 贝叶斯分析 可靠寿命
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V231.95
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 研究背景9
• 1.2 国内外涡轮盘疲劳寿命可靠性研究发展状况9-12
• 1.2.1 小样本分析在国内外的研究发展状况9-10
• 1.2.2 可靠性分析在国内外的研究发展状况10-11
• 1.2.3 涡轮盘疲劳寿命分析在国内外的研究发展状况11-12
• 1.3 可靠性评定步骤12-13
• 1.3.1 可靠性数据的初步整理与分析12
• 1.3.2 对寿命分布类型的检验12
• 1.3.3 寿命分布参数的点估计和区间估计12
• 1.3.4 可靠性评估12-13
• 1.4 本文的研究工作及创新点13-15
• 1.4.1 本文的研究工作13-14
• 1.4.2 创新点14-15
• 2 涡轮盘失效形式的探究15-19
• 2.1 引言15
• 2.2 涡轮盘的故障分析15-17
• 2.2.1 涡轮盘故障原因分析15
• 2.2.2 轮盘故障因果图的建立15-17
• 2.3 涡轮盘低周疲劳失效17-18
• 2.4 小结18-19
• 3 GH4133轮盘材料疲劳失效概率分布类型研究19-30
• 3.1 引言19
• 3.2 分布函数的初断19-23
• 3.2.1 经验分布函数19-21
• 3.2.2 平均失效率21-22
• 3.2.3 分布类型的推断22-23
• 3.3 分布函数的拟合优度检验23-29
• 3.3.1 参数估计23-25
• 3.3.2 柯尔莫哥洛夫拟合优度检验25-26
• 3.3.3 失效率曲线的比验26-29
• 3.4 结论29-30
• 4 GH4133材料失效分布参数与失效影响因子间的关系研究30-43
• 4.1 引言30-32
• 4.2 失效分布参数规律初步探究32-38
• 4.2.1 对数均值μ的初步探究32-34
• 4.2.2 对数标准差σ的初步探究34-38
• 4.3 失效分布参数规律的研究38-42
• 4.3.1 对数均值μ的研究38-40
• 4.3.2 对数标准差σ的研究40-42
• 4.4 小结42-43
• 5 涡轮盘危险部位应力-应变的计算43-51
• 5.1 引言43
• 5.2 确定轮盘危险部位有效应力集中系数43-50
• 5.2.1 涡轮盘的稳态热分析44-45
• 5.2.2 无销钉孔的轮盘名义应力的确定45-47
• 5.2.3 有销钉孔的轮盘局部最大应力的确定47-49
• 5.2.4 有效集中系数的确定49-50
• 5.3 危险部位应力-应变历程50
• 5.4 小结50-51
• 6 基于贝叶斯的某涡轮盘疲劳寿命可靠性分析51-59
• 6.1 引言51
• 6.2 对数正态分布的贝叶斯估计51-54
• 6.2.1 先验分布的确定52
• 6.2.2 后验分布的确定52-53
• 6.2.3 贝叶斯估计53-54
• 6.3 涡轮盘可靠性分析54-58
• 6.3.1 涡轮盘低周疲劳失效函数54-55
• 6.3.2 涡轮盘低周疲劳可靠度函数55-56
• 6.3.3 涡轮盘低周疲劳失效率函数56-57
• 6.3.4 涡轮盘可靠性评价57-58
• 6.4 小结58-59
• 7 结论59-60
• 参考文献60-64
• 攻读硕士学位期间发表的论文64-65
• 致谢65-68
• 附录68-69

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本文编号：596677