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《基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡葉片共振頻率與疲勞壽命研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、第52卷第6期汽輪機技術V0l_52No．62010年12月TURBINETECHNOLOGYDec．20l0基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的葉片共振頻率與疲勞壽命研究趙兵兵，程禮，高潮(1空軍工程大學工程學院，西安710038：2西安交通大學機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室，西安710049)摘要：通過K417材料標準試片振動疲勞試驗研究了葉片共振頻率與疲勞壽命的關系，根據(jù)共振頻率隨循環(huán)次數(shù)的變化定義了試片疲勞破壞的3個階段，并用BP神經(jīng)網(wǎng)絡對試驗數(shù)據(jù)進行擬合，網(wǎng)絡訓練、測試結果較為準確，說明在少量參數(shù)的情況下，可以用神經(jīng)網(wǎng)絡對試驗情況進行模擬，從而減少試驗次數(shù)。用共振頻率定義了試片的疲勞
2、損傷參量。計算結果表明疲勞損傷參量的變化能較準確地描述試片的疲勞破壞過程，共振頻率可作為監(jiān)測葉片疲勞損傷的重要參量。關鍵詞：疲勞損傷；共振頻率；壽命預測；神經(jīng)網(wǎng)絡分類號：0322文獻標識碼：A文章編號：1001-5884(2010)06-0440-03StudyofResonantFrequencyandFatigueLifeofBladeBasedonBPNeuralNetworkZHAOBing—bing，CHENGLi，GAOChao(1AirForceEngineeringUniversity，Xi’an710038，China；2StateKeyLaboratory
3、forManufacturingsystemsEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China)Abstract：Therelationbetweenresonant~equeneyandfatiguelifeofbladewasinvestigatedthroughK417materialstandardspecimensfatiguetest，bywhichthe3phasesoffatiguedamageweredefined．TheBPnetworkwasestablishedthroughthetestdat
4、aandtheresultshowsthattheBPnetworkcouldwellsimulatethenonlinearbehaviorandbeusedtosimulatethetestinordertosavetime．Afatiguedamageparameterwasproposedusingtheresonant~equencyandtheresultindicatedthatitcouldwelldescribethefatiguedamageprocessofthespecimen．Resonantfrequencycouldbeusedasanimpor
5、tantparametertoinspectthefatiguedamageofblade．Keywords：fatiguedamage；resonantfrequency；lifetimeprediction；neuralnetworks疲勞壽命是指在循環(huán)應力或應變作用下，試樣疲勞破壞0前言前所經(jīng)歷的循環(huán)次數(shù)。用頻率法測量試片的疲勞壽命，其工作頻率，即系統(tǒng)的共振頻率決定于系統(tǒng)的質(zhì)量與剛性，一轉(zhuǎn)子葉片是發(fā)動機結構件中的關鍵零部件，由于其為高般可簡單表示為：速旋轉(zhuǎn)的動部件，數(shù)量多、形體單薄、載荷狀況嚴酷、工作環(huán)1境復雜，一直是發(fā)動機使用過程中故障率最高的零部件之／寺√(1)lJ
6、J一其中，m為系統(tǒng)質(zhì)量；為系統(tǒng)的剛度系數(shù)。。葉片故障引起的事故往往是災難性的，會造成巨大的損失。葛永慶研究了裂紋參數(shù)對葉片固有頻率的影響。由于系統(tǒng)岡性與系統(tǒng)的柔度間具有相應的關系，一般來劉曉波基于有限元方法對轉(zhuǎn)子葉片裂紋故障進行了研究。說，增加質(zhì)量，將會降低共振頻率；而增加試片的剛性，則會葉片產(chǎn)生疲勞裂紋后，裂紋的存在通常會影響其動態(tài)響增大共振額率。因此，當載荷、系統(tǒng)質(zhì)量、試片材料尺寸給定應與共振頻率值，因此通過監(jiān)測共振頻率變化來研究葉片的時，共振頻率將是試片剛性系數(shù)k的函數(shù)，可表示為：疲勞壽命以及疲勞損傷程度是可行的。本文通過K417材料f=F(K)(2)標準試片疲勞壽命試
7、驗研究了葉片共振頻率與疲勞壽命的另一方面，對于一定幾何尺寸的試樣，剛度系數(shù)與試片關系，并用BP神經(jīng)網(wǎng)絡對試驗結果進行擬合。為定量描述疲勞裂紋的產(chǎn)生及擴展有著直接的關系(當然也與系統(tǒng)的受試片的疲勞損傷，用共振頻率定義了試片的疲勞損傷參量。力狀態(tài)有關)，而疲勞裂紋決定了試片的疲勞壽命，因此試片剛度系數(shù)與疲勞壽命的關系可一般的表示為：1葉片疲勞壽命試驗K=G(N)(3)因此，最終可建立起共振頻率與疲勞壽命之間的函數(shù)關1．1試驗原理系：收稿日期：2010~3-29基金項目：國家“863”計劃項目(NO．2007
