Оценка случайного усталостного ресурса и надежности лопаток турбины авиационного двигателя в сложных условиях эксплуатации является ключевой и сложной задачей при проектировании и техническом обслуживании двигателя. В данном исследовании предложена единая структура для анализа усталостного ресурса и надежности лопаток турбины с учетом смешанного высокоциклового, низкоциклового и ползучего утомления на основе метода прямой вероятностной интеграции (DPIM). Во-первых, изложены основные теории многокомпонентного усталостного нагружения (CCF), накопительного повреждения ползучести-усталости и надежности утомления. Во-вторых, выведены формулы для вычисления среднего значения, стандартного отклонения и функции плотности вероятности случайного усталостного ресурса на основе уравнения вероятностного интегрирования плотности. Для анализа надежности высокоциклового и низкоциклового смешанного усталостного нагружения разработан эффективный гибридный метод во временной и частотной областях, использующий метод частотного анализа для получения функции спектральной плотности мощности напряжений и генерации случайных временных рядов напряжений. Кроме того, для оценки надежности по ползучести-усталости лопаток использован метод прямой вероятностной интеграции. Наконец, точность и эффективность предложенного метода подтверждены сравнением с прямым методом Монте-Карло (MCS) и методом Монте-Карло на основе суррогатных моделей. Результаты показывают, что метод прямой вероятностной интеграции может эффективно и универсально решать статистические моменты и надежность случайного смешанного усталостного ресурса лопаток турбины. Кроме того, исследование выявило значительное влияние компонентов связей в составе смешанного усталостного повреждения на надежность.

анализ надежности комбинированного утомления;лопатки двигателя;высокочастотное и низкочастотное утомление;ползучее утомление;метод прямой вероятностной интеграции