- Tytuł:
-
Fatigue strength reliability assessment of turbo-fan blades by Kriging-based distributed collaborative response surface method
Ocena niezawodności wytrzymałości zmęczeniowej łopatek turbowentylatora rozproszoną metodą powierzchni odpowiedzi z wykorzystaniem krigingu - Autorzy:
-
Gao, Hai-Feng
Wang, Anjenq
Zio, Enrico
Ma, Wei - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/301197.pdf
- Data publikacji:
- 2019
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne PAN
- Tematy:
-
turbo-fan blade
fatigue strength
reliability assessment
Kriging
distributed collaborative response surface method
łopatka turbowentylatora
wytrzymałość zmęczeniowa
ocena niezawodności
kriging
rozproszona metoda powierzchni odpowiedzi - Opis:
-
Fatigue crack propagation affects the operational reliability of engine turbo-fan blades. In this article, we integrate a Kriging regression model and a distributed collaborative response surface method (DCRSM) for the reliability assessment of turbo-fan blades, considering the relevant uncertainty. Following a series of deterministic analyses, such as steady-state aerodynamic analysis, harmonic response analysis and Campbell diagram, and based on the assumption that vibration stress is mainly from aerodynamic load, the fatigue strength is calculated for turbo-fan blades under coupling aerodynamic forces, according to a modified Goodman curve of titanium-alloy. Giving consideration to the uncertainty of the resonance frequencies and material properties, the fatigue strength of the turbo-fan blade is evaluated, including probabilistic analysis and sensitivity analysis. In the case study analyzed, the conclusions are that the fatigue strength reliability reaches 96.808% with confidence level of 0.95 for the turbo-fan blade under the coupling aerodynamic forces, and the first three-order resonant frequencies are found to have important influence on the fatigue performance of turbo-fan blades.
Propagacja pęknięć zmęczeniowych wpływa na niezawodność pracy łopatek turbowentylatora w silnikach samolotowych. W przedstawionej pracy, niezawodność łopatek turbo-wentylatora oceniano za pomocą techniki która łączy rozproszoną metodę powierzchni odpowiedzi (ang. distributed collaborative response surface method, DCRSM) z krigingiem, z jednoczesnym uwzględnieniem niepewności. Po przeprowadzeniu serii analiz deterministycznych, w tym analizy aerodynamicznej w stanie ustalonym, analizy harmonicznej i wyznaczeniu wykresu Campbella, oraz przyjmując założenie, że naprężenia wibracyjne powstają głównie na skutek obciążeń aerodynamicznych, obliczono wytrzymałość zmęczeniową łopatek turbowentylatora w warunkach sprzęgających sił aerodynamicznych, zgodnie ze zmodyfikowaną krzywą Goodmana dla stopu tytanu. Biorąc pod uwagę niepewność częstotliwości rezonansowych i właściwości materiału, wytrzymałość zmęczeniową łopatki turbowentylatora określano na podstawie analizy probabilistycznej i analizy czułości. W omawianym studium przypadku wykazano, że niezawodność wytrzymałości zmęczeniowej łopatki turbowentylatora w warunkach sprzęgających sił aerodynamicznych sięga 96,808% przy poziomie ufności 0,95, a trzy pierwsze postacie drgań rezonansowych mają istotny wpływ na jej wydajność zmęczeniową. - Źródło:
-
Eksploatacja i Niezawodność; 2019, 21, 3; 530-538
1507-2711 - Pojawia się w:
- Eksploatacja i Niezawodność
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł