航空发动机成品可靠性设计与验证方法研究及应用

长寿命、高可靠性是航空发动机的研制目标,提高发动机配套成品的可靠性对降低发动机故障率、提高装备完好性具有重要意义。本文阐述了发动机成品可靠性设计与验证的工作流程,明确了成品的可靠性仿真、试验和评估方法,提出了基于指数(Exponential)分布和威布尔(Weibull)分布的可靠性和寿命试验方案设计方法,为实现成品可靠性、耐久性和性能的一体化设计提供指导。最后,以某型发动机成品可靠性设计与验证效果为例,说明方法的合理性和有效性。     

航空发动机配套成品振动试验方法研究及应用

为了缩短研制周期,降低研制费用,需制造出长寿命、高可靠性的航空发动机配套成品,振动试验作为产品寿命期内必然经历的试验项目,其试验方法的准确性直接影响产品交付后的质量。本文结合航空发动机成品振动试验的现状,在对比分析了国内外相关标准正弦振动试验要求差异性的基础上,结合国外产品研制中的振动试验要求,提出基于疲劳次数的航空发动机成品振动试验方法。最后,以发动机排气温度传感器振动试验方法为例,分析试验方法的合理性。     

飞机服役环境当量加速腐蚀折算方法研究

文中依据飞机服役机场地面环境谱与腐蚀损伤等当量原则,建立了环境加速腐蚀当量折算关系,给出了飞机结构主要高强度铝合金材料的当量折算系数α及HR-α、T-α曲线。依据建立的当量折算关系编制的加速环境谱,对飞机铝合金构件进行加速腐蚀试验研究,得到了温度(T)、相对湿度(RH)对环境当量折算系数的影响规律,为飞机结构防腐控制及日历寿命研究提供了工程技术依据。     

疲劳载荷谱B氏等效与试验验证

疲劳试验是确定结构疲劳特性的最有效手段。为缩短疲劳试验时间,通常采用低载截除方法。相对于低载截除,载荷折算能进一步缩短试验时间,减小成本。为了能够合理地对载荷谱进行简化浓缩,本文选取了Bhattacharyya距离(简称B距离)作为衡量原谱与等效谱寿命相似程度的参量,综合考虑了寿命均值与分散性,得到浓缩后疲劳载荷等效谱。基本方法是在给定折算水平下,得到相应B距离最小的等效谱,并进行了缺口试验件的试验验证。结果表明,该方法合理有效,可大幅缩短试验时间。     

基于系统性原理的发动机成品科研管理

为了解决以往型号发动机配套成品研制过程中存在的工作界面不清、成品技术协议要求不全面、主机单位难于进度监控和技术状态管理、首件成品不做相应规范要求的规定试验就直接交付装机试车、可靠性等工作只做表面文章、成品在发动机上暴露故障率高等问题,在研发动机配套成品科研管理结合系统性原理理念,应用系统工程方法、综合计划展开法、一体化产品研制方法、风险管理等管理方法,注重解决以往型号发动机配套成品研制存在的问题,加强成品研制过程的试验考核,将成品故障在承研单位提前暴露并解决,保证了在研发动机按研制计划的顺利进行.     

对机载成品寿命确定问题的几点建议

１　引言成品寿命是成品使用特性之一，它是通过设计制造等工程活动赋予成品的一种固有特性，并且和使用及维护它的条件相关。经过１０余年的工作，有关标准已对航空技术装备，科学地区分了保证期与首翻期的不同概念；采用了引起翻修的耗损失效来确定机载设备首次翻修期的合理准则，改革了对飞机大拆大卸的维修思想。但是，我们也应该注意到，新机研制必须贯彻执行原国防科工委有关航空技术装备寿命和可靠性工作暂行规定等文件，避免在签订机载设备合同时，由于对设备的寿命、可靠性缺乏了解，盲目地确定一个数值或写上一个最低值，导致在飞…     

融合加速退化和现场实测退化数据的剩余寿命预测方法

针对先验信息为加速退化数据的情况,提出了利用非共轭先验分布进行Bayesian统计推断的剩余寿命预测方法。不预先假定Wiener过程参数值的分布类型,利用加速系数将加速应力下的参数值折算到工作应力水平下,进而使用Anderson-Darling方法确定参数值的最优拟合分布类型。在对参数值进行折算时,根据周源泉提出的理论对Wiener过程参数与加速应力之间的关系进行了推导。参数估计时,通过极大似然法得到超参数的估计值,利用WinBUGS软件实现Markov Chain Monte Carlo仿真得到参数的后验均值。通过某型军用电连接器寿命预测实例验证了所提方法的实用价值和研究意义,结果表明本方法可有效解决先验信息为加速退化数据时进行剩余寿命预测的难题。     

加速寿命试验的理论基础(Ⅱ)

给出了常见失效分布失效机理不变的条件及加速系数的表达式及适应于加速寿命试验的失效分布，并对时间折算公式及加速寿命试验的基本假设进行了讨论。     

三维等损伤环境谱的编制原理和方法

研究给出了一种真实使用环境的温度、湿度和时间三维日历寿命定寿谱。它包含:使用环境的原始参数的实测和统计,参数合并和等腐蚀损伤折算,使用环境下的3个参数任意组合的三维谱编制。该三维谱可根据日历寿命计算或试验需要,编制成多级温度和多级湿度谱,也可编制成一级温度和一级湿度谱。从理论上讲,由于这些不同的谱具有相同损伤,因此最终计算和试验给出的日历寿命相等,从而可消除腐蚀领域的"当量折算"这个不准确环节,使日历寿命确定更加可靠。     

飞机腐蚀疲劳典型部位地面停放局部环境谱及当量折算

为确定环境对某型飞机寿命的影响,在分析了该飞机腐蚀疲劳典型部位的结构特点和腐蚀环境的基础上,编制了典型部位的局部环境谱,并根据当量加速原理,通过线性拟合与计算,确定了局部停放环境谱与试验室加速环境之间的折算关系,并应用于该型飞机定延寿工作中,对确定该型飞机寿命起到了重要作用,也为该飞机的使用维护提供了参考。     

飞机结构的当量环境谱与加速试验谱

提出用金属腐蚀电流ＩＣ作为度量尺度和用控制金属表面湿润时间的方法,来加速环境谱。通过作者的ＥＳＸＵ系统软件的计算,及ＣＯＥＳ当量折算系统的试验,给出了ＣＯＥ当量折算曲线,并给出了北方沿海日历寿命为一年的当量试验谱,根据与挂片试验对照,证明此方法是可靠的     

燃-滑油换热器壳侧换热特性研究

针对航空发动机滑油系统所使用的小管径燃-滑油换热器,开展了壳侧换热特性实验研究。研究表明:当壳侧为滑油单相流时,壳侧对流换热系数可以采用Kern经验公式计算;在换热器可能的工作范围内,壳侧气液两相流流型为泡状流;保持液相折算速度(或气相折算速度)不变,两相对流换热系数随气相折算速度(或液相折算速度)的增大而增大,相同液相速度时,两相对流换热系数要大于单相,最大可达2.3倍;最后根据泡状流特点,基于L-M模型给出了壳侧两相换热系数计算公式,计算平均相对误差为3.6%,可满足工程需要。     

基于实测数据的疲劳寿命分散系数取值研究

随着基准谱、严重谱编制研究的深入,利用实测数据编制载荷谱在编谱方法和分散系数取值等方面需 求愈发迫切。从正态概率分布理论出发,讨论影响疲劳寿命分散系数取值的主要因素;针对基准谱和严重谱之 间的差异性,提出基准谱和严重谱的折算思路和方法,并通过实测数据编制的基准谱和严重谱折算系数进行比 较分析。结果表明：采用本文方法可以实现基准谱与严重谱之间损伤分散系数的折算取值。     

砝码折算质量测量不确定度计算的几点思考

在JJG 99-2006《砝码》检定规程里,附录C是折算质量测量的不确定度计算,通过学习并结合工作经验,对其中的几项不确定度给出说明和解释。     

航空发动机受感部延寿试验方案研究

结合航空发动机成附件寿命试验现状和需求,研究确定了受感部延寿流程,并重点研究了载荷剖面确定方法,首次在成品寿命试验中引入置信度和可靠度概念,研究确定了基于威布尔分布的成附件产品的寿命试验时间确定方法,可以合理安排试验样本数和试验时数,保证寿命试验结果可信。     

LY12CZ铝合金力学性能随日历腐蚀环境变化的研究

在确定飞机结构的日历寿命时,不考虑日历环境造成的材料力学性能的变化所得出的寿命将是危险的.文中采用加速腐蚀当量折算谱模拟日历腐蚀环境,对飞机结构主体材料LY12CZ进行了加速腐蚀与疲劳试验,确定了日历腐蚀环境对LY12CZ材料静强度和疲劳强度(S-N曲线)的影响.     

考虑表面加工缺陷的轮盘疲劳寿命分析方法

为了将表面加工状态引入零构件概率寿命分析中,提出并建立了考虑表面加工缺陷的轮盘疲劳寿命分析方法。将孔的表面加工缺陷简化为表面裂纹和/或角裂纹,导出裂纹深度密度函数;借助裂纹应力强度因子经验公式及有限元分析,提出轮盘孔边裂纹应力强度因子计算的推广经验公式方法。建立了3种考虑表面缺陷尺度分布时轮盘概率寿命计算方法。以钛合金盘为例,在获得的表面缺陷分布条件下,计算了给定寿命的轮盘疲劳寿命失效概率及故障率。仿真结果表明:采用该方法可以将表面加工缺陷对疲劳寿命的影响引入构件寿命评估体系。     

通信卫星推力器可靠性评估方法

针对通信卫星推力器服役寿命长、试验费用高、寿命试验所得数据通常较少等具体特点,提出一种推力器极少失效数据可靠性评估和寿命预测方法,并建立不同试验工况下试验信息的相互折算原则,有效解决了通信卫星推力器的高精度可靠性评估难题.对某型推力器脉冲试验和稳态试验数据进行了处理,分别给出其同步轨道运行可靠性和转移轨道运行可靠性评估结果.      

基于混合方法的霍尔推力器寿命预估及参数影响分析

为了预估霍尔推力器的寿命,改进了用于半经验公式法的点源模型使原方法计算精度获得优化.在文献已有实验条件和结果的基础上,考察了改进半经验公式法及简易解析模型法的可靠性,结果表明,简易解析模型法在1000h以后的误差逐渐扩大,改进半经验公式法虽然计算精度较好,但需要短寿命实验结果为其提供确定参数的依据.为了在推力器设计阶段和无实验结果的条件下提供保证精度的寿命预估手段,建立了将两种方法结合的混合方法,该方法与简易解析模型法对比表明,运行4000h后SPT内、外壁面计算值的平均相对误差由13.53％和45.28％下降到4.84％和21.2％.采用此方法考察了推力器运行参数改变对寿命的影响规律.     

航空发动机成品振动环境分析与试验载荷谱确定

通过对航空发动机成品的振动环境进行试验测试获得其振动环境特征。并在此基础上,依据发动机寿命剖面和任务剖面,采用加权系数法,建立用于成品振动环境试验的载荷谱。