[发明专利]基于柱面投影和蒙特卡洛的非包容失效安全性分析方法

权利要求书

1.一种基于柱面投影和蒙特卡洛的非包容失效安全性分析方法，其特征在于：包括以下步骤

S1、对于安全性定性后所得的最小割集，将构成最小割集的关键部件进行外廓离散化处理，并确定各离散点的三维坐标，关键部件为失效将妨碍飞机的继续安全飞行和着陆的部件；

S2、结合非包容失效特点以及碎片的属性信息将关键部件外廓离散点向柱面投影，碎片的属性信息包括碎片类型、碎片数量以及产生该碎片的转子的旋转方向；

S3、将柱面展开得到柱面各投影点在平面上对应的离散点集，采用离散点集边界提取方法提取边界，以获得关键部件的危险窗；

S4、基于蒙特卡洛仿真方法求解飞机灾难性危险发生概率。

2.根据权利要求1所述的基于柱面投影和蒙特卡洛的非包容失效安全性分析方法，其特征在于：所述步骤S1中，关键部件进行外廓离散化处理包括以下步骤

S1.1、在三维建模软件中导入飞机数字样机；

S1.2、识别影响区域内的关键部件，并将关键部件模型单独导出；

S1.3、对关键部件模型进行曲面细分，得到拟合关键部件模型外廓的三角面片；

S1.4、三角面片的各顶点即为关键部件模型外廓的离散点，导出各三角面片的顶点坐标数据。

3.根据权利要求2所述的基于柱面投影和蒙特卡洛的非包容失效安全性分析方法，其特征在于：所述步骤S1.3中，对关键部件模型进行曲面细分时进行精度设置，精度设置的参数为弦高和步长，弦高指从原关键部件模型的表面到曲面细分后的三角面片的最大距离；弦高越小，步长越小，拟合关键部件模型外廓所需要的三角面片数量就越多，三角面片拟合关键部件模型外廓的效果也就越好，同时导出的数据文件越大。

4.根据权利要求1所述的基于柱面投影和蒙特卡洛的非包容失效安全性分析方法，其特征在于：所述步骤S2中，将关键部件外廓离散点向柱面投影的方法包括以下步骤

S2.1、根据特定的失效模型确定柱面的半径和高度；

S2.2、依据非包容失效特点分析碎片质心轨迹范围以及碎片从转子飞出过程，并考虑碎片撞击空间一点时碎片质心轨迹与柱面的交点范围，即空间一点在柱面上的投影；

S2.3、对关键部件外廓各离散点均向柱面进行投影，得到关键部件外廓离散点在柱面上的投影区域。

5.根据权利要求4所述的基于柱面投影和蒙特卡洛的非包容失效安全性分析方法，其特征在于：所述步骤S2.1中，将柱面视为发动机机匣所在曲面，柱面中心视为发动机转子旋转中心，碎片从转子甩出时，不同碎片失效模型有不同的飞散角，对应着不同的影响区域，影响区域内的柱面半径和柱面高度之间满足的关系由下式表示：

其中，H表示面高度，R表示柱面半径，θ表示失效模型的飞散角。

6.根据权利要求1所述的基于柱面投影和蒙特卡洛的非包容失效安全性分析方法，其特征在于：所述步骤S3中，柱面展开的方法包括以下步骤

S3.1.1、将柱面沿某条母线切开并展成平面；

S3.1.2、建立平面直角坐标系，根据展开方式将柱面上各投影点的空间坐标转换为平面坐标；

S3.1.3、柱面上各投影点依据坐标转换公式得到平面内投影点对应的离散点集。