【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空发动机燃油齿轮泵磨损可靠性分析，具体涉及一种齿轮泵侧板磨损的可靠性分析方法。
技术介绍
1、在航空发动机中，燃油泵扮演着将燃油输送到发动机燃烧室的关键角色，其寿命是影响航空发动机性能的一个重要因素。外啮合齿轮泵由于其易于制造、相对成本低、重量轻、寿命长以及效率高等优点已被广泛应用于轻工、航空、船舶、汽车等机械行业。然而，目前国内外采用的轴向间隙自动补偿的齿轮泵一直存在侧板磨损严重、浮动侧板端面密封失效的问题。为了保证燃油泵可靠性、运行稳定性和延长使用寿命，对齿轮泵侧板的磨损失效进行可靠性分析进行研究具有重要意义。
2、关于侧板润滑理论的建模与仿真，国内外学者已进行了一些研究。koc,hooke等人研究了浮动侧板的运行速度、压力和倾斜角度等参数对侧板润滑的影响。
3、根据dhar s,vaccaa的研究，侧板两侧压力对润滑油膜厚度和侧板的微运动具有很强的依赖性，因此，为了设计轴向平衡的浮动衬套，准确预测轴向间隙中的润滑油膜厚度以及压力产生的流体动力学效应是至关重要的。然而，早期的研究总是涉及对油膜厚度的假设，虽然这些方法提供一定的见解，但是尚未提出准确地预测润滑油膜厚度和外啮合齿轮泵轴向间隙性能的模型。
4、dhar和vacca提出了第一个能够预测油膜厚度的外啮合齿轮泵轴向润滑间隙模型，作为完整外啮合齿轮泵模拟工具hygesim的组成部分，该模型计算了瞬时齿间容积(tsv)压力，并为热流固耦合模型提供了边界条件，该工作证明了动力学的加入对油膜的性能有明显的影响；但是国内外很少有
5、目前常用评估结构可靠性的方法有很多种，其中线抽样法凭借其高效性和高精度已经被广泛地应用于各类工程问题中。
6、宋静文等人提出的agpr-ls方法能用较少的极限状态函数来估计小失效概率问题，但它的准确性依赖于一阶可靠度方法计算的重要方向，这就可能会导致不收敛或者不必要的计算量。
7、综上所述，现有技术存在的缺陷是：很多可靠性算法依赖于重要方向的选取，重要方向是基于设计点得到的，现有的计算设计点的技术对于高度非线性以及小失效概率事件，计算精度下降甚至可能出现错误。
技术实现思路
1、为了克服以上技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种齿轮泵侧板磨损的可靠性分析方法，将我们近期提出的一个能够直接高效准确计算设计点的conbayoptsub方法[19]应用到agpr-ls算法中对齿轮泵侧板的失效概率进行评估。该方法不仅解决了原agpr-ls方法对重要方向的依赖性问题，而且填补了在齿轮泵侧板可靠性分析方面的空白。能够有效的针对小失效概率事件，符合齿轮泵侧板磨损失效概率小的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种齿轮泵侧板磨损的可靠性分析方法，包括以下步骤；
4、步骤1：对齿轮泵侧板进行受力分析，包括作用在背部的力、作用于卸荷槽的力、齿腔压力和间隙油膜压力；
5、步骤2：基于步骤1中的受力分析，根据archard磨损模型，建立齿轮泵侧板的磨损量公式，即可靠性分析中的极限状态函数，输入变量包括齿轮半径、两齿轮轴心距、齿轮泵转速、磨损系数以及材料的屈服强度，输出侧板磨损高度；
6、步骤3：对计算失效概率所需要的参数(例如样本池中样本点数n、初始训练点数n0、初始失效概率值p0、用以确定可行域大小的ξ、失效概率的容错ε、学习函数的停止阈值δ、用以平衡探索和开发能力的指数α等)进行初始化，用于后续可靠性算法的执行。
7、步骤4：根据步骤3中生成的初始训练样本点建立gpr模型或利用新加的点更新gpr模型，用于替代步骤2中建立的极限状态函数计算失效概率，减小计算成本。
8、步骤5：对步骤4生成的gpr模型进行主动学习，得到第l个中间失效事件bl和对应的中间设计点直到在某次迭代中bl≤0，令bl＝0，即可得到真实的设计点，在主动学习过程中自适应加点返回步骤4更新gpr模型；
9、步骤6：根据步骤5中得到真实设计点计算重要方向；
10、步骤7：根据步骤6中得到的重要方向将所有的点样本转换为线样本，并主动学习寻找每个线样本与失效边界的交点，在主动学习过程中自适应加点返回步骤4更新gpr模型；
11、步骤8：根据步骤7得到的交点，以磨损量最大不超过指定值估计齿轮泵侧板的失效概率；
12、步骤1具体为
13、在齿轮泵的工作过程中，经过分析将齿轮泵侧板的受力分为；
14、①作用在侧板背面的力(远离齿轮侧)：远离齿轮侧受力主要为高压油的压力。因此该力表示为：
15、fback＝phpaback
16、其中fback表示作用在侧板背面的力，php为高压油的压力，aback为侧板背面的面积；
17、②作用在卸荷槽的力：作用在两个卸荷槽上的例分别假设为高压力与低压力且认为都分布均匀，则该力表示为：
18、frel，hp＝phparel，hp frel，lp＝plparel，lp
19、其中frel，hp和frel，lp分别表示作用于高压区卸荷槽与低压区卸荷槽的力，php和plp为高压力与低压力，arel，hp和arel，lp分别表示高压区卸荷槽与低压区卸荷槽的面积；
20、③作用在单个齿腔中的压力通过在pumplinx中仿真得出(认为每个齿腔内的压力是均匀分布的)，并为雷诺方程的求解提供边界条件；
21、
22、其中ftsv表示作用在齿腔中作用力之和，pi和ai分别表示单个齿腔中油液的压力和单个齿腔面积，z为齿数；
23、④由间隙油膜引起的雷诺方程解的力，该力为微动力，用有限体积网格的单元压力与面积计算：
24、
25、foil为由间隙油膜引起的雷诺方程解的力，pj和aj分别表示有限体积网格的单元压力与面积，nfaces表示网格数；
26、步骤2具体为：
27、基于受力分析，根据早期提出的archard模型，将磨损量公式表示为：
28、
29、其中，v为零件的磨损体积，l为相对滑动距离，k为与材料、润滑有关的磨损系数，f为作用在零部件上的法向载荷，h表示布氏硬度，但在实际中由于材料的屈服强度σ更容易获得，且h≈3×σ。故上式表示为：
30、
31、对上式两边同时除以接触面积并化简，得到磨损模型：
32、
33、其中p＝f/a表示接触应力，l为一个周期内的磨损距离。
34、所述步骤3具体为：
35、初始化n，n0，ε，ξ，δei，p0，δ，和k*生成n个样本并从中选取n0个作为初始训练样本集n0设置为8-15；
36、ε和δei分别表示为第一个采集函数的容错值和停止阈值，为了确保满足约束条件ε值应非常接近于零，根据经验设置为(本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种齿轮泵侧板磨损的可靠性分析方法，其特征在于，包括以下步骤；
2.根据权利要求1所述的一种齿轮泵侧板磨损的可靠性分析方法，其特征在于，步骤1具体为；
3.根据权利要求1所述的一种齿轮泵侧板磨损的可靠性分析方法，其特征在于，步骤2具体为：
4.根据权利要求1所述的一种齿轮泵侧板磨损的可靠性分析方法，其特征在于，所述步骤3具体为：
5.根据权利要求1所述的一种齿轮泵侧板磨损的可靠性分析方法，其特征在于，所述步骤4具体为：
6.根据权利要求5所述的一种齿轮泵侧板磨损的可靠性分析方法，其特征在于，根据上述概念，后验GPR模型推断为：
7.根据权利要求6所述的一种齿轮泵侧板磨损的可靠性分析方法，其特征在于，所述步骤5具体为：
8.根据权利要求7所述的一种齿轮泵侧板磨损的可靠性分析方法，其特征在于，所述步骤6具体为：
9.根据权利要求8所述的一种齿轮泵侧板磨损的可靠性分析方法，其特征在于，所述步骤7具体为：
10.根据权利要求9所述的一种齿轮泵侧板磨损的可靠性分析方法，其特征在于
...【技术特征摘要】
1.一种齿轮泵侧板磨损的可靠性分析方法，其特征在于，包括以下步骤；
2.根据权利要求1所述的一种齿轮泵侧板磨损的可靠性分析方法，其特征在于，步骤1具体为；
3.根据权利要求1所述的一种齿轮泵侧板磨损的可靠性分析方法，其特征在于，步骤2具体为：
4.根据权利要求1所述的一种齿轮泵侧板磨损的可靠性分析方法，其特征在于，所述步骤3具体为：
5.根据权利要求1所述的一种齿轮泵侧板磨损的可靠性分析方法，其特征在于，所述步骤4具体为：
6.根据权利要求5所述的一种齿轮泵侧板磨损的可靠性分析方...
【专利技术属性】
技术研发人员：符江锋，崔一帆，刘显为，魏鹏飞，
申请(专利权)人：四川天府新区西工大先进动力研究院，
类型：发明
国别省市：
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