利用响应面方法的汽轮机叶片振动可靠性分析

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考虑随机因素的影响,确定汽轮机叶片固有振动静、动频率的统计特性,建立叶片避开共振时的功能函数。以汽轮机扭叶片为研究对象,在考虑几何因素、安装因素、材料因素和转速随机性的同时,将确定性有限元法、响应面方法和Monte-Carlo模拟法相结合对叶片进行振动可靠性分析。在对扭叶片复杂叶型进行有限元参数化建模和试验设计基础上,分别采用多项式响应面法和神经网络响应面法构建了扭叶片静、动频率与随机变量之间的近似关系式,并代替有限元模型,同时结合Monte-Carlo模拟技术得到静频、动频的统计特性和累积分布函数。针对叶片危险振型,在合理确定功能函数的基础上对其进行了振动可靠性分析,并以LatinHypercube样本Monte-Carlo模拟法计算结果作为相对精确解,对两种不同响应面法进行了对比。