【摘 要】
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发动机轮盘作为典型的航空发动机限寿件,其健康状况直接影响发动机的安全性及使用寿命。为最大限度保障飞行安全,需定期对其开展无损检测,并保证所用检测系统具备可靠的检测能力。目前相关检测技术大多通过阈值判断能否有效检出缺陷,忽略了检测过程中的不确定性因素影响,缺乏完整高效的检测可靠性评价体系。因此,研究不确定性对检测信号输出分散性的影响,对轮盘无损检测的可靠性具有重要意义。本文围绕代理模型的灵敏度分析、
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发动机轮盘作为典型的航空发动机限寿件,其健康状况直接影响发动机的安全性及使用寿命。为最大限度保障飞行安全,需定期对其开展无损检测,并保证所用检测系统具备可靠的检测能力。目前相关检测技术大多通过阈值判断能否有效检出缺陷,忽略了检测过程中的不确定性因素影响,缺乏完整高效的检测可靠性评价体系。因此,研究不确定性对检测信号输出分散性的影响,对轮盘无损检测的可靠性具有重要意义。本文围绕代理模型的灵敏度分析、模型辅助以及多参数可靠性分析等问题开展研究,主要研究内容如下:（1）建立了三维电磁场仿真模型,开展了模型的涡流检测验证试验,进一步验证了该模型的准确性,确定了有限元模型的PC-Kriging代理模型,研究了航空发动机涡流检测的全局灵敏度,明确了提离为重要因子,探头偏角以及扫查偏心为非重要因子,减少模型不确定性,提高了后续检测可靠性评估的研究效率。（2）基于PC-Kriging代理模型方法,开展了全模型辅助检测可靠性研究,并对数据集进行了统计诊断,确保了数据符合建模所需的相关假设,利用极大似然估计法对模型参数进行估计,实现了系统性的全模型辅助检测可靠性分析,并讨论了不同缺陷样本数目对检测可靠性的影响,进一步体现了代理模型在可控成本内生成大量样本点的优势。（3）研究了缺陷长度和深度对POD的综合影响,提出了一种双参数表征的POD模型,讨论了缺陷数目对POD的影响,并开展了涡流检测试验,试验结果表明,相较于传统POD模型,改进的POD模型能以更少的样本数目、更准确地对无损检测系统能力进行表征,并最终完成了现有的航空发动机轮盘涡流检测系统可靠性评价,进一步为航空发动机检修周期以及损伤容限设计提供了重要依据。最后设计了一款基于缺陷检出概率的无损检测可靠性人机交互系统,该系统具有良好的交互性与广泛的应用性,可用于评估各种无损检测系统的可靠性,使POD分析过程更加直观便捷。
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