仪器仪表学报

作者：张凤玲，赵亚芝，李仁杰，张旭，曲春雨

单位：张凤玲,沈阳航空航天大学航空发动机学院沈阳110136,,赵亚芝,沈阳航空航天大学航空发动机学院沈阳110136,zhaoyazhi2011@163.com,李仁杰,沈阳航空航天大学航空发动机学院沈阳110136,,张旭,沈阳航空航天大学航空发动机学院沈阳110136,,曲春雨,沈阳航空航天大学航空发动机学院沈阳110136,

关键词：高温应变计;多目标灰狼优化算法;疲劳寿命;可靠性;三参数威布尔分布

基金：辽宁省科技厅基金（2025JH2/101800122）项目资助

高温应变计是测量航空发动机热端部件应变的精密传感器，其敏感栅结构直接影响测量精度与疲劳寿命。为降低高温应变计的测量误差并提高其疲劳寿命，提出了一种结构参数优化方法及疲劳寿命可靠性评估方法。首先，将敏感栅的长度、间距及弯数作为优化变量，以测量误差与疲劳寿命为优化目标，建立了多目标优化模型，并采用多目标灰狼优化算法(MOGWO)进行迭代寻优求解。基于优化后的结构参数组合制备了高温应变计试样，并在1000℃条件下进行了振动疲劳试验，获取了有效的疲劳寿命数据，验证了优化方法的有效性。针对试验数据因材料性能分散性及制造误差所导致的小样本、分散性及右偏态问题，提出了一套适用于高温应变计的小样本疲劳寿命可靠性分析方法。为了对比正态分布、对数正态分布与三参数威布尔分布的拟合程度，结合K-S检验法与回归检验法，确定三参数威布尔分布对试验数据的拟合程度最高。然后，采用Bootstrap法估计了三参数威布尔分布的参数置信区间，最终建立了可靠度与疲劳寿命的量化关系。结果表明，优化后的敏感栅结构测量误差降低了5.3%，疲劳寿命提高了22.4%。研究结果为高温环境下应变计的设计与寿命可靠性评估提供了完整的理论方法与实验依据。

来源：2026年第1期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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