应用模糊综合评判法评估涡轮盘寿命

单因素等级评判矩阵的确定也是综合评判的关键之一，它确定得恰当与否直接影响综合评判的结果，可以采用与权重集相同的方法确定。

2.1.2 二级模糊综合评判的分析过程

2.1.2.1 合成算子的确定

常用的模糊综合合成运算模型有四种，为了考虑所有评判因素的影响且保留单因素评判的全部信息，采用乘、加模型。当权重集与隶属度向量均具有归一性时，上述运算模型即为求和型。

2.1.2.2 初级评判

即按每个因素的各个等级进行评判。如已得到等级权重集和各单因素等级评判矩阵，则初级评判集为：

式中：为按第个因素的全部等级进行综合评判时，评判对象对评判集中第个元素的隶属度。

2.1.2.3 二级评判

即考虑所有因素进行的综合评判。如已得到因素权重集和初级评判集，则

式中：为按所有因素的全部等级进行综合评判时，评判对象对评判集中第个元素的隶属度。

2.2 评判结论

评判的结果按加权平均法处理，则最后的评估结果为

3 某涡轮盘寿命的模糊综合评估

3.1 涡轮盘寿命消耗分析

根据海洋环境下使用的航空发动机涡轮盘的设计、制造、使用和维护情况，涡轮盘的寿命消耗主要取决于低循环疲劳、热疲劳、蠕变和腐蚀的作用。

低循环疲劳应包括离心载荷、扭转载荷、气动力、温度梯度和不均匀膨胀等引起的应力循环。热疲劳实质也是低循环疲劳。对于有长巡航飞行剖面的发动机而言，蠕变比LCF（低循环疲劳）成为更严格的寿命限制准则。计算中主要考虑三种循环：主循环LCF1（停车—最大—停车）、次循环LCF2（慢车—最大—慢车）和次循环LCF3（巡航—中间—巡航）[1]。经AHP分析，四种因素对涡轮盘寿命消耗的影响见表1。论文检测。

表1 涡轮盘工作时寿命消耗影响

3.2 涡轮盘寿命的模糊综合评判

3.2.1 模糊综合评判模型

3.2.1.1 因素及因素等级集的建立

主要考虑的因素为设计水平、制造工艺、材质优劣、工作温度、腐蚀状况、工况条件、韧性大小，即因素集{设计水平、制造工艺、材质优劣、工作温度、腐蚀状况、工况条件、韧性大小}。各个因素的等级可以分为五等，使其按影响因素取值趋势一致来排列，可得表2所示的因素等级表。

表2 因素等级集

因素		等级
		1	2	3	4	5
	设计水平	好	较好	一般	较差	差
	制造工艺	好	较好	一般	较差	差
	材质优劣	好	较好	一般	较差	差
	工作温度	低	较低	一般	较高	高
	腐蚀状况	小	较小	中等	较大	大
	工况条件	好	较好	一般	较差	差
	韧性大小	大	较大	中等	较小	小

工艺等级越高，产生大的损伤的表面缺陷越少，则轮盘受疲劳载荷时寿命损耗越少；材料质量越高，内部缺陷越少，轮盘抵抗疲劳载荷的能力亦越强；温度的升高会使材料的变形抗力和疲劳强度下降；环境中的腐蚀介质对金属材料的疲劳性能影响很大，特别是对海军用航空发动机，甚至能加速裂纹的萌生及扩展；同样强度的材料韧性越好，越有利于抵抗疲劳破坏。

3.2.1.2 权重集的建立

根据现有条件，在确定各种权重集、隶属度和单因素等级评判矩阵时采用AHP法[2]，由此建立因素权重集并归一化为：

建立因素等级权重集并归一化为：

表3 因素等级权重集

因素	等级
	1	2	3	4	5
	0.364	0.620	0.016	0	0
	0.386	0.482	0.132	0	0
	0.388	0.452	0.152	0.008	0
	0.033	0.056	0.116	0.501	0.294
	0.023	0.052	0.175	0.524	0.226
	0.261	0.435	0.220	0.084	0
	0.118	0.221	0.489	0.132	0.040

3.2.1.3 评判集的建立

评判集即是用AHP分析得到的寿命消耗影响：

3.2.1.4 等级评判矩阵的建立

初级评判时，由于各个因素都按取值的一致性排列了，且对评判集也按序进行了排列，所以其因素的等级评价矩阵可取为一致。采用与确定权重集相同的方法建立等级评判矩阵为：

3.2.2 涡轮盘寿命的二级模糊综合评判

3.2.2.1 初级评判

3.2.2.2 二级评判

3.2.3涡轮盘寿命评判结论

即当考虑上述因素后，涡轮盘的评估寿命为计算寿命的85.8%，这是符合客观实际的。

4 结论

将在涡轮盘的寿命评估中需考虑的众多复杂因素用模糊综合评判进行评价，较好地解决了真实涡轮盘寿命评估中复杂因素的处理问题。论文检测。同时，更准确的分析结果依赖于对大量故障轮盘的统计分析和模糊评价数据库专家系统的建立。

参考文献
1 何景兰，洪杰，李其汉．某航空发动机热端件寿命消耗计算模型及寿命监视[J]．航空动力学报，1996.11(4)：341～344．
2 荩垆．实用模糊数学[M]．北京：科学技术文献出版社，1989：191～209．
 

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