特征航空發(fā)動機管路反求建模方法

介紹了參數化設計特征建模技術,并對航空發(fā)動機典型結構件的特征信息進行了分析,提出了基本特征體素的概念,將其應用在參數化設計中,用以解決復雜結構件的參數化問題。

航空發(fā)動機振動信號包含了多種振源的振動信號和大量的噪聲分量。通過對其進行hilbert-huang變換,將復雜信號分解為代表不同物理意義的單分量固有模態(tài)函數(intrinsicmodefunctions,imf),然后對每一個imf子帶信號提取基于能量加權的廣義粗糙度特征實現對振動信號的描述。最后將上述特征送入svm分類器進行訓練,根據分類器的輸出結果確定航空發(fā)動機的工作狀態(tài)和故障類型。通過對實測航空發(fā)動機試車時得到的振動信號的實驗分析結果表明,該算法可以有效地識別發(fā)動機的振動故障。

航空發(fā)動機維修是一個具有高動態(tài)性和高復雜度的商業(yè)領域。本文采用多agent方法對航空發(fā)動機維修進行調度仿真。本系統可對等待維修的飛機數量、周轉時間和維修生產線利用率等關鍵指標進行分析,從而為航空發(fā)動機維修提供可靠的決策支持。同時,本系統以動態(tài)腳本的方式支持多種發(fā)動機可靠度估計算法,增加系統的可擴展度。最后,通過多個案例驗證本系統的有效性。

隨著我國航空航天技術的不斷發(fā)展和提升,我國在航空航天的相關技術上有了非常大的突破.在航空航天生產加工技術中,尤其是大型薄壁部件的加工過程中,化學銑特種加工技術就被廣泛的應用和推廣,化學銑技術雖然在我國的航空航天加工制作過程中廣泛應用,但是這項加工技術還沒有完全成熟.因此需要我們在實際的工作中給予不斷的完善和升級.

針對航空單級增壓泵在發(fā)動機低轉速下供油壓力不足的問題,給出了一種采用徑向串聯方式的兩級旋渦組合泵設計方法。該方法首先使用經驗系數法對旋渦組合泵進行初步結構參數設計。其次通過計算機數值模擬方法反復迭代優(yōu)化出旋渦組合泵的最終結構參數。最后采用二次多項式擬合對兩級旋渦組合泵的流量-揚程性能進行了預測。仿真結果表明:所設計的兩級旋渦組合泵滿足設計要求,達到了預期設計指標。

收稿日期:2005206220 基金項目:教育部新世紀優(yōu)秀人才計劃項目(ncet20420281);國家高技術研究發(fā)展計劃項目(2002aa414420)? 作者簡介:王成恩(1964-),男,黑龍江雞西人,東北大學教授,博士生導師? 第27卷第5期 2006年5月 東北大學學報(自然科學版) journalofnortheasternuniversity(naturalscience) vol127,no.5 may2006 文章編號:100523026(2006)0520485204 航空發(fā)動機渦輪設計集成技術 王成恩,劉　震 (東北大學教育部暨遼寧省流程工業(yè)綜合自動化重點實驗室,遼寧沈陽　110004) 摘　　　要:航空發(fā)動機設計需要大量的計算軟件

隨著我國航空航天技術的不斷發(fā)展和提升,我國在航空航天的相關技術上有了非常大的突破.在航空航天生產加工技術中,尤其是大型薄壁部件的加工過程中,化學銑特種加工技術就被廣泛的應用和推廣,化學銑技術雖然在我國的航空航天加工制作過程中廣泛應用,但是這項加工技術還沒有完全成熟.因此需要我們在實際的工作中給予不斷的完善和升級.

為了航空發(fā)動機安全可靠地運行,需要對其進行故障監(jiān)控,及時消除故障;探討了嵌入式操作系統的移植,并應用到航空發(fā)動機故障監(jiān)控上;利用小波分析方法來實現對故障信號特征的提取?；谛〔ㄈピ朐?通過選取適當的小波函數,對故障信號進行分析和處理。通過對航空發(fā)動機喘振故障實際測量數據的分析,表明該模塊可以監(jiān)控喘振故障的發(fā)生。經過多組喘振故障數據試驗證明試驗結果滿意,對航空發(fā)動機喘振故障的實時監(jiān)控有重要意義,具有良好的應用前景。

根據模糊綜合評判理論,提出了一種基于模糊綜合評判的航空發(fā)動機排故流程設計方法.研究了航空發(fā)動機排故流程中部件受檢次序的模糊綜合評判模型的建立、評判模型中各影響因素權重的確定及模糊綜合評判方法三大問題.最后給出了應用實例,取得了比較好的效果.

根據amesim與matlab/simulink各自的特點,采用了amesim和matlab/simulink聯合仿真的方法對某型航空發(fā)動機機械液壓式導流葉片調節(jié)器進行了建模和仿真,驗證了控制器的控制規(guī)律,并且分析了一些重要參數對系統性能的影響。結果表明,應用amesim和matlab/simulink聯合仿真的方法,對某型航空發(fā)動機導流葉片調節(jié)器的建模具有很高的精確度,能夠很好地反映實際系統的控制規(guī)律,可指導該型導流葉片控制器的調試以及改進改型方面的設計。

空氣流量是航空發(fā)動機重要的控制參數,利用進氣道測量耙獲得發(fā)動機空氣流量是目前國內外常用的方法之一。本文首先對進氣道測量耙系統進行了分析和研究,建立了發(fā)動機空氣流量與附面層位移厚度的數學模型及空氣流量的誤差數學模型;然后對空氣流量測量誤差的主要來源進行了分析研究;最后,在某型發(fā)動機的飛行試驗中運用了本文的測量與計算方法。試驗結果表明:本文提出的航空發(fā)動機空氣流量測量與計算方法能較準確地獲得空氣流量值,具有很好的工程應用前景。

大量的試驗和小批量生產過程中發(fā)現,常規(guī)的焊接方法如手工氬弧焊、火焰釬焊等在焊接管路時常會出現焊偏、凹陷等缺陷.闡述自動環(huán)焊機在航空發(fā)動機管路環(huán)縫焊接的應用,確定了不同規(guī)格管路的焊接參數.環(huán)焊焊接過程及焊接結果證明,自動環(huán)焊與手工氬弧焊、火焰釬焊相比具有更好的焊縫形貌,形狀較為規(guī)則,參數和焊接過程的可控性高,生產效率高,具有較高的應用價值.

對航空發(fā)動機設計過程中的質量控制方法進行了分析和研究。提出了通過質量控制方法細化來有效提高發(fā)動機設計水平的想法,并通過開發(fā)和應用質量管理系統實現細化質量過程控制的目的。該系統的使用提高了工作效率和產品設計質量,驗證了這一設想的有效性和可行性。

結構是航空發(fā)動機功能、性能及可靠性設計水平的綜合體現,一切技術要求、性能指標、強度指標或者結構的安全性和可靠性都應建立在合理的結構布局設計上。提出了航空發(fā)動機轉子結構布局并對其進行優(yōu)化設計的觀點,同時以典型高推重比渦扇發(fā)動機高壓轉子的結構構型為例,基于試驗設計(doe)的響應面法,應用有限元計算并通過多目標遺傳優(yōu)化算法,分別從抗變形能力、力學環(huán)境適應能力以及轉子結構效率綜合進行相關優(yōu)化計算,論證了合理的結構布局形式可以大幅度提升轉子的力學特性。研究方法對于航空發(fā)動機轉子系統的初始結構布局設計具有指導意義,可以顯著減少結構設計的迭代次數,縮短設計周期。

基于知識的航空發(fā)動機設計集成技術

簡要介紹了公差傳遞模型及求解方法,針對航空發(fā)動機整機尺寸鏈設計特點,詳細介紹了某型發(fā)動機典型徑向跳動、徑向及軸向間隙分析過程及結果。通過考慮尺寸公差、形位公差、周向定位三種不同維度比較對結果的影響,同時詳細分析了三種公差求解方法的應用特點。

敘述了知識工程(kbe)的概念和關鍵技術,介紹了kbe技術的開發(fā)工具和系統架構方案,并以綜合應用clips和ug/openapi進行開發(fā)航空發(fā)動機葉片的設計系統為例,詳細論述了實現方法和過程。

為了提高航空發(fā)動機支架結構的設計質量,為發(fā)動機的正常工作提供穩(wěn)固的支撐,就需要對支架結構進行拓撲設計分析,進而不斷優(yōu)化支架結構。本文對拓撲優(yōu)化理論進行了一定的論述,在此基礎上,進一步討論了發(fā)動機支架的拓撲優(yōu)化,并對設計方案進行了對比分析,進而優(yōu)選最佳的設計方案,對于從事相關工作的技術人員具有一定的借鑒意義。

通過對系統工程方法論核心思想的分析,結合航空發(fā)動機研發(fā)流程的現狀與不足,分析設計了基于系統工程的航空發(fā)動機協同研制流程,為航空發(fā)動機全生命周期協同研制模式提供了參考.

海軍用航空發(fā)動機工作環(huán)境相當惡劣,其熱端部件極易受到腐蝕,在渦輪葉片噴涂陶瓷涂層可以有效解決這一問題。本文通過試驗驗證的方法,分析了陶瓷涂層的抗高溫氧化、抗高溫熱腐蝕和抗熱震性能,以及介紹了陶瓷涂層在航空發(fā)動機上的應用及發(fā)展前景。

對于某型航空發(fā)動機導流環(huán),由于尺寸精度高、成形工藝新等原因,具有較大的加工難度。為提高產品的合格率,經過反復的理論計算和試驗加工,確定了成形工藝流程各環(huán)節(jié)工藝參數、工裝優(yōu)化參數,并改進了旋壓操作過程。結果表明,經該工藝生產的零件,表面質量好,成形精度高,生產效率得到了顯著提高。

高性能計算是一個國家科技水平發(fā)展的重要標志,它很早便應用于航空發(fā)動機的研發(fā),可以縮短研發(fā)周期和降低研發(fā)成本,是航空發(fā)動機研發(fā)的關鍵技術手段。與此同時,高性能計算在航空發(fā)動機研發(fā)的應用中依然面臨著一些挑戰(zhàn)。航空發(fā)動機的研發(fā)正在從傳統的試錯式設計向預測設計轉變,建模與仿真技術是研發(fā)過程中必不可少的環(huán)節(jié)。隨著對發(fā)動機性能指標要求的不斷提升,以及縮短研制周期和降低經費的需求,未來