Метод экспериментального исследования авиационных турбоагрегатов на основе интегрального планирования эксперимента

• Автор: Зырянов, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 122 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДОВ ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
1.1. Основные цели, задачи и этапы экспериментального исследования авиационных турбоагрегатов

1.2. Основные требования к экспериментальным исследованиям турбоагрегатов и пути повышения их эффективности
1.3. Эффективность применения планированного эксперимента при исследовании технических объектов и процессов
1.4. Опыт применения методов планирования эксперимента в авиастроении
1.5. Примеры задач многофакторного и многокритериального экспериментального исследования изделий авиационной техники
Основные выводы по главе
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНТЕГРАЛЬНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Критерии оптимальности плана эксперимента
2.2. Критерии оптимальности интегрального плана эксперимента
2.3. Нормирование критериев оптимальности плана эксперимента
2.4. Приведение критериев оптимальности плана эксперимента к единой области определения
2.5. Целевые функции выбора оптимального интегрального плана эксперимента
2.5.1. Аддитивные и мультипликативные целевые функции
2.5.2. Целевая функция, основанная на корреляционной связи
критериев оптимальности
2.6. Выбор метода векторной оптимизации интегрального плана эксперимента

2.7. Оптимизация целевой функции модифицированным методом Ч7-
преобразования
Основные выводы по главе
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ОБЛАСТИ ИНТЕГРАЛЬНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1. Условия проведения исследования
3.2. Влияние вида целевой функции на эффективность интегрального плана эксперимента
3.3. Влияние критериев оптимальности на эффективность интегрального плана эксперимента
3.4. Влияние порядка исследуемой регрессионной модели на эффективность интегрального плана эксперимента
3.5. Влияние количества совмещаемых планов и количества независимых факторов в регрессионной модели на эффективность интегрального
плана эксперимента
3.6. Исследование эффективности интегрального плана эксперимента при совмещении -оптимальных планов эксперимента
3.7. Исследование эффективности корреляционной целевой функции при выборе интегрального плана эксперимента
Основные выводы по главе
ГЛАВА 4. МЕТОДИКА ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ИНТЕГРАЛЬНОГО ПЛАНА ЭКСПЕРИМЕНТА (ИПЭ) ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ
АВИАЦИОННОГО ТУРБОАГРЕГАТА
4.1. Формирование исходных данных
4.1.1. Обоснование критериев оптимальности
4.1.2. Выбор параметров режима нагружения элементов турбоагрегата
4.1.3. Выбор вида регрессионных моделей
4.1.4. Нормирование критериев оптимальности интегрального плана эксперимента
4.1.5. Приведение критериев оптимальности к единой области определения

4.1.6. Формирование области реализации эксперимента
4.2. Выбор оптимального интегрального плана эксперимента
4.3. Проведение экспериментов
4.4. Обработка экспериментальных данных
4.4.1. Обработка экспериментальных данных при планировании первого порядка
4.4.2. Обработка экспериментальных данных при планировании второго порядка
ГЛАВА 5. АПРОБАЦИЯ МЕТОДИКИ ВЫБОРА ИНТЕГРАЛЬНОГО ПЛАНА ЭКСПЕРИМЕНТА ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ИССЛЕДОВАНИИ АВИАЦИОННОГО ТУРБОАГРЕГАТА
5.1 Описание объекта исследования
5.2. Цель исследования и формирование исходных данных
5.3. Подготовка и препарирование турбоагреграта
5.4. Выбор оптимального интегрального плана эксперимента
5.4.1. Выбор критериев оптимальности
5.4.2. Выбор параметров нагружения
5.4.3. Выбор вида регрессионных моделей
5.4.4. Нормирование и приведение критериев оптимальности к единой области определения
5.4.5. Формирование области реализации эксперимента
5.4.6. Выбор оптимального интегрального плана эксперимента
5.5. Проведение эксперимента и оценка констант моделей теплового и вибрационного состояния турбогенератора
5.6. Обоснование программы ускоренных периодических испытаний турбогенератора на основе полученных интегрального плана эксперимента регрессионных моделей
Основные выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

КЕ = Ка* (С (£*)) = пип шах X, (С(е)) , где X,-— собственное значение матрицы С(е).
(2.4)
Рисунок 2.2 - Эллипсоид рассеяния для оценок коэффициентов модели: Ъ - оценка коэффициентов; Хшкс и Хмин - максимальное и минимальное собственные числа матрицы С
Планирование эксперимента по данному критерию позволяет избежать случая, когда отдельные оценки параметров имеют слишком большую дисперсию и ковариацию. Геометрически таким планам соответствует эллипсоид рассеяния с наименьшей максимальной осью (рис. 2.2).
Критерий ортогональности Корт требует такого выбора плана X для оценки коэффициентов модели заданного вида, при котором информационная матрица плана диагональна. Использование критерия ортогональности позволяет упростить вычисления и получить независимые оценки коэффициентов. При ортогональном планировании дисперсионная матрица является диагональной и, следовательно, ковариации оценок коэффициентов равны нулю. Это значит, что замена нулем любого коэффициента в уравнении модели не изменит значений оценок остальных коэффициентов. Такое свойство ортогональных планов является полезным, когда точный вид модели неизвестен и исследователь использует экспериментальные данные для отбора переменных, существенно влияющих на выходную величину. Этот критерий не требует минимизации какого-либо функционала, однако он связан со свойствами эллипсоида рассеяния. Для ортогональных планов эллипсоид ориентирован в пространстве параметров таким