Optymalizacja kształtu wykresu Wöhlera z wykorzystaniem algorytmów ewolucyjnych w ujęciu diagnostycznym

Optymalizacja kształtu wykresu zmęczenia wysokocyklowego Wöhlera jest problemem nieposiadającym analitycznego rozwiązania. Do próby rozwiązania można podejść, wykorzystując różne algorytmy optymalizacyjne. W pracy dokonano próby znalezienia optymalnego kształtu wykresu zmęczenia wysokocyklowego obrazującego zależność trwałości zmęczeniowej 2N_f w funkcji amplitudy naprężenia σ_a, przy użyciu algorytmów ewolucyjnych. Zastosowano algorytmy ewolucyjne ze względu na łatwość dopasowania do danych wejściowych oraz szybkość działania. Przeszukują one przestrzeń alternatywnych rozwiązań w celu znalezienia rozwiązania potencjalnie najlepszego. Zastosowano pięcioparametrowe równanie eksponencjalne zapewniające lepsze dopasowanie pełnego wykresu Wöhlera do danych doświadczalnych w zakresie naprężeń na poziomie granicy zmęczeniowej. Równanie to uwzględnia aproksymację zakresu quasi-statycznego i niskocyklowego dla naprężeń największych. Dokonano obliczeń dla dwóch różnych zestawów próbek pochodzących z półki dolnej dźwigara łopaty śmigłowca Mi-2 po resursie.

High-fatigue diagram shape optimization is a problem without an analytical solution. The problem can be approached by optimization algorithms. Among these, evolutionary algorithms deserve special attention, due to their wide range of applications and non-dependence on curves shape. The thesis contains equation formulations and calculations for determining an optimal high-fatigue curve shape using optimization algorithms. This curve shows the dependence of the fatigue life as a function of the amplitude of strain. Due to simplicity in fitting to the input data and the computing speed evolutionary algorithms were used. These algorithms search the space of alternative solutions in order to find a potentially best solution. 5-parameter exponential equation provided a better fit experimental data on stress at the lower limit of fatigue to full-Wöhler curve were applied. Approximation to quasi-static and low cycle fatigue of the greatest stress range is also included. Calculations were made for two different sets of samples from the lower flange of airscrew blade spar from Mi-2 helicopter after service.