中国安全科学学报 ›› 2023, Vol. 33 ›› Issue (2): 48-58.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2023.02.0983
王慧1(), 周国强1,**(), 王禹涧2, 岳星岐1, 张一鸣1
收稿日期:
2022-09-20
修回日期:
2022-12-14
出版日期:
2023-02-28
通讯作者:
作者简介:
王慧 (1960—),男,辽宁凌源人,博士,教授,博士生导师,主要从事液压、气压元件设计及特性等方面研究。E-mail:wanghui9955@163.com。 |
基金资助:
WANG Hui1(), ZHOU Guoqiang1,**(), WANG Yujian2, YUE Xingqi1, ZHANG Yiming1
Received:
2022-09-20
Revised:
2022-12-14
Published:
2023-02-28
摘要:
为改善某型航空推进系统气动安全阀的性能,建立航空推进系统双级气体减压器和安全阀组成的高压气路AMESim数值模型,搭建安全阀性能测试试验台,验证模型准确性,分析结构参数对安全阀特性的影响机制。采用响应曲面法(RSM),建立结构参数与安全阀压力超调量和响应时间的显著不失拟回归模型,通过方差分析 (ANOVA)研究结构参数交互作用对安全阀压力超调量和响应时间影响的显著性差异,并基于自适应范围多目标遗传算法 (ARMOGA),优化入口长度、入口直径和弹簧刚度参数。研究结果表明:入口长度、入口直径、弹簧刚度对超调量和响应时间的影响依次降低,入口长度与直径的交互作用最为显著;入口长度、入口直径、弹簧刚度分别为 14.587 8 mm、 14.898 0 mm、48.966 8 N/mm时安全阀性能最佳,优化后超调量降低6.917%,响应时间降低6.383%。
王慧, 周国强, 王禹涧, 岳星岐, 张一鸣. 航空推进系统气动安全阀结构参数分析及优化[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(2): 48-58.
WANG Hui, ZHOU Guoqiang, WANG Yujian, YUE Xingqi, ZHANG Yiming. Structural parameter analysis and optimization of pneumatic safety valve in aviation propulsion system[J]. China Safety Science Journal, 2023, 33(2): 48-58.
表3
BBD试验方案及响应结果
标准 方案 | 试验 方案 | X1 | X2 | X3 | δ | 响应 时间/s |
---|---|---|---|---|---|---|
7 | 1 | 6.50 | 15.00 | 49.66 | 0.320 3 | 0.010 2 |
17 | 2 | 16.50 | 15.00 | 29.66 | 0.284 8 | 0.014 1 |
标准 方案 | 试验 方案 | X1 | X2 | X3 | δ | 响应 时间/s |
5 | 3 | 6.50 | 15.00 | 9.66 | 0.390 7 | 0.010 1 |
3 | 4 | 6.50 | 21.00 | 29.66 | 0.306 0 | 0.012 6 |
4 | 5 | 26.50 | 21.00 | 29.66 | 0.185 6 | 0.028 3 |
13 | 6 | 16.50 | 15.00 | 29.66 | 0.284 8 | 0.014 1 |
2 | 7 | 26.50 | 9.00 | 29.66 | 0.330 4 | 0.011 3 |
16 | 8 | 16.50 | 15.00 | 29.66 | 0.284 8 | 0.014 1 |
12 | 9 | 16.50 | 21.00 | 49.66 | 0.196 9 | 0.020 4 |
6 | 10 | 26.50 | 15.00 | 9.66 | 0.278 1 | 0.018 1 |
9 | 11 | 16.50 | 9.00 | 9.66 | 0.399 2 | 0.009 8 |
1 | 12 | 6.50 | 9.00 | 29.66 | 0.403 5 | 0.008 3 |
10 | 13 | 16.50 | 21.00 | 9.66 | 0.259 2 | 0.020 5 |
8 | 14 | 26.50 | 15.00 | 49.66 | 0.213 7 | 0.018 2 |
14 | 15 | 16.50 | 15.00 | 29.66 | 0.284 8 | 0.014 1 |
11 | 16 | 16.50 | 9.00 | 49.66 | 0.327 9 | 0.009 9 |
15 | 17 | 16.50 | 15.00 | 29.66 | 0.284 8 | 0.014 1 |
表4
回归模型ANOVA结果
方差来源 | 平方和 | 自由度 | 统计量F值 | 显著性概率P值 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Y1 | Y2 | Y1 | Y2 | Y1 | Y2 | Y1 | Y2 | |
模型 | 0.065 | 4.210 × 10-4 | 9 | 9 | 272.09 | 356.89 | < 0.000 1 | < 0.000 1 |
X1 | 0.021 | 1.505 × 10-4 | 1 | 1 | 802.53 | 1 148.31 | < 0.000 1 | < 0.000 1 |
X2 | 0.033 | 2.258 × 10-4 | 1 | 1 | 1 241.46 | 1 722.58 | < 0.000 1 | < 0.000 1 |
X3 | 9.005 × 10-3 | 5.000 × 10-9 | 1 | 1 | 339.43 | 0.038 | < 0.000 1 | 0.850 7 |
X1X2 | 5.593 × 10-4 | 4.032 × 10-5 | 1 | 1 | 21.08 | 307.64 | 0.002 5 | < 0.000 1 |
X1X3 | 9.000 × 10-6 | 5.421 × 10-20 | 1 | 1 | 0.34 | 4.136 × 10-13 | 0.578 5 | 0.998 7 |
X2X3 | 2.025 × 10-5 | 1.000 × 10-8 | 1 | 1 | 0.76 | 0.076 | 0.411 3 | 0.790 4 |
7.378 × 10-4 | 6.579 × 10-10 | 1 | 1 | 27.81 | 5.019 × 10-3 | 0.001 2 | 0.915 5 | |
2.927 × 10-4 | 4.316 × 10-6 | 1 | 1 | 11.03 | 32.93 | 0.012 7 | 0.000 7 | |
2.985 × 10-5 | 5.921 × 10-9 | 1 | 1 | 1.13 | 0.045 | 0.324 0 | 0.837 7 | |
残差值 | 1.857× 10-4 | 9.175 × 10-7 | 7 | 7 | — | — | — | — |
失拟度 | 1.857× 10-4 | 9.175 × 10-7 | 3 | 3 | — | — | — | — |
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doi: 10.1007/s11431-013-5156-y |
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