基于模糊模型的发动机部件级故障隔离方法研究

发动机故障诊断与故障隔离是发动机健康监控领域的一大难题,但对发动机故障定位、预防灾难性事故发生及发动机维修意义重大。为了准确地确定故障发生的部位,本文针对某型液体火箭发动机,提出一种基于模糊模型的部件级故障隔离方法。首先对发动机系统进行部件的划分,然后建立各个部件的模糊模型并进行训练,最后按照设定的故障检测与隔离策略对故障进行诊断。利用两组发动机故障仿真数据对基于模糊模型部件级故障隔离方法进行验证,结果表明:本方法可以实现单一或多个部件故障隔离。     

航空发动机叶片的内窥涡流集成化原位检测

目前内窥检测是航空发动机叶片原位检测的唯一方法,但是内窥检测对于叶片裂纹缺陷的检测效果不理想.为此,提出内窥涡流集成化检测技术,使这两种方法的优势互补,实现对航空发动机叶片的原位检测.研制了一种可用于航空发动机叶片原位检测的内窥涡流集成化检测探头,给出了航空发动机叶片的检测实例.检测结果表明:内窥涡流集成化检测技术的缺陷检测能力高,并且可以实现对裂纹缺陷的定量评估,因此较单一的内窥检测更有优越性.具有很高的实际应用价值.     

EM-PF参数估计的直升机主减速器裂纹增长预测模型

针对如何有效利用设备故障监测过程中获取的有限的直接状态信息和大量的间接状态信息,进行故障预测的问题。首先建立了Gamma退化过程状态空间模型;进而在EM中嵌入PF技术,实现了参数求解,并通过仿真方法验证了估计精度;最后根据UH60直升机主减速器行星架的振动特征和裂纹长度数据,将预测模型应用于行星架裂纹增长过程,对任意时刻的裂纹长度进行了预测。实例表明该预测模型可以以较高的精度估计行星架实际裂纹长度。     

关联规则挖掘在发动机故障分析中的应用

大部分关联规则挖掘算法仅以出现频率作为阈值来产生关联规则,然而在发动机故障数据分析领域,很多关键故障的出现机率较低,采用传统的挖掘算法无法适应航空发动机故障分析的需要.提出一种新算法,称为权重式多重支持度关联规则挖掘算法,此算法可针对不同重要度的故障定出不同的支持度阈值,由此产生的关联规则,可以解决高重要度但出现较少的故障不易被挖掘的问题.     

长期贮存的固体发动机药柱脱粘界面裂纹分析

为了分析长期贮存的固体导弹发动机药柱脱粘层界面裂纹在燃气内压和轴向过载联合作用下的扩展情况,建立了发动机药柱在包覆层与推进剂之间脱粘的三维有限元计算模型,并于脱粘界面的裂纹尖端设置三维奇异裂纹元,模拟脱粘界面裂纹扩展。在包覆层与推进剂之间设置不同深度脱粘,计算了在燃气内压和轴向过载联合作用下不同贮存期、不同深度的界面裂纹尖端的应力强度因子,得到了界面裂纹应力强度因子随贮存时间、脱粘深度的变化规律,对长期贮存的固体发动机脱粘界面裂纹的扩展进行了分析。     

内压作用下复合材料修复裂纹管道的失效分析

为准确评估在内压作用下纤维复合材料修复含裂纹管道的有效性及失效压力,建立复合材料修复后裂纹管道的失效数值模型。该数值模型通过扩展有限元法模拟管道裂纹的扩展,利用cohesive单元模拟胶层的脱粘失效,复合材料的失效通过最大应力失效准则进行判定。通过静水压爆裂试验对所提失效数值模型进行验证,实验结果与数值计算结果具有较好的一致性。失效数值分析结果表明:当内压增大至一定值后,未修复管道的初始裂纹沿轴向及壁厚方向逐渐扩展,进而使得管道内壁单元扩展成真实裂纹,此时真实裂纹贯穿整个壁厚方向,即认为裂纹管道发生爆裂失效,爆裂失效压力随初始裂纹半长呈指数形式下降。复合材料修复裂纹管道的不同修复工况呈现相同的失效模式:在单调递增的内压作用下,管道内表面首先出现黏结裂纹,而后其外表面裂纹张开趋势急剧上升,使得复合材料层应力急剧上升,达到极限强度而失效。且对于不同的初始裂纹尺寸,存在对应的复合材料缠绕层数临界值。     

基于Bow-tie模型的发动机空中停车事故分析与预防

发动机空中停车是航空事故主要致因之一。首先,通过数据梳理和分析,构建发动机空中停车故障树,结合重要度分析理论,求解各基本事件的重要度,得到造成发动机空中停车事件的最薄弱环节——供油系统故障。基于Bow-tie理论,构建发动机供油系统Bow-tie模型,直观地显示了该故障产生的根本原因和可能导致的后果,进而提出了预防该故障发生的对策建议,达到降低发动机空中停车事故概率的目的。     

遗传算法在航空发动机故障诊断中的应用

提出了基于遗传算法的航空发动机故障诊断的方法,将概率因果模型与发动机故障诊断问题结合,在得到发动机故障征兆和故障成因之间关系的基础上,利用遗传算法实现对故障的分类和诊断.该方法可以准确而快速得实现对复杂故障问题的诊断,将其应用于某型发动机的故障诊断中,得到了较好的效果,同时也说明了遗传算法在航空发动机故障诊断中是行之有效的.     

改进关联规则挖掘算法航空发动机故障检测

通过对航空发动机机载数据结构以及几种常用的航空发动机故障检测方法的深入分析,提出采用关联规则挖掘来实现航空发动机故障检测.针对常用的关联规则挖掘算法——Apriori在应对数据量较大的数据库时存在效率瓶颈的问题,对该算法进行了改进.改进后的算法可以不断降低数据库规模和候选项集的数量.通过对航空发动机实际试车数据的挖掘实...     

复合材料单面胶接修复含中心裂纹铝合金板的疲劳特性分析

利用ANSYS有限元分析软件,建立了复合材料单面胶接修复铝合金裂纹板的裂纹长度参数化的有限元模型,分析了修复结构的裂纹尖端应力强度因子及其变化幅值的规律;与试验测试结果相结合,得到了描述修复结构疲劳特性的Paris公式材料常数;碳纤维、玻璃纤维复合材料胶接修复铝合金裂纹板的材料常数C、m分别为6.76×10-10、2.27和7.89×10-10、2.33。     

钢筋钢纤维混凝土既有裂缝梁中钢纤维阻裂作用有限元分析

通过建立钢筋钢纤维混凝土既有裂缝梁和钢筋混凝土既有裂缝梁的有限元分析模型,借助ANSYS分析了两种梁在荷载作用下的裂缝尖端处应力、裂缝宽度增幅和挠度并作出对比。分析结果表明钢纤维对裂缝开展有很好的阻止作用,而且能明显缓和裂缝尖端处应力,减小梁的挠度。     

重庆市某大厦A塔楼转换层RC梁裂缝分析与防治

以重庆市一实际工程为背景,分析了引起干缩裂缝和温度裂缝的原因,并在构件承载力满足的前提下,提出了环氧砂浆封闭裂缝的处理方法,以保证建筑物的整体性和耐久性:同时从材料的选用、施工季节、施工方式、现场管理、构造措施等几个方面提出了预防干缩裂缝和温度裂缝的措施,如选用水化热小和收缩小的水泥,控制砂石含量,降低水灰比;采用分层浇注的方式或采用补偿收缩混凝土并加以适当温度控制的方式浇注大体积混凝土;加强混凝土的养护;设置控制缝或后浇缝以及加强水平构造配筋,等等。上述处理方法和预防措施可供从事工程结构设计和施工的工程技术人员参考。     

固体发动机尾部点火性能影响因素分析

采用准一维非定常数值模型,对某小型固体发动机尾部点火瞬态过程进行性能预示;以预示结果为基础,对尾部点火性能主要影响因素进行了参数研究.研究结果可为尾部点火器和喷管堵盖的点火匹配性设计提供有益指导.     

基于低周疲劳理论的身管横向裂纹萌生研究

基于非线性有限元理论建立弹带挤进的动力学模型,依据低周疲劳理论对身管内壁横向裂纹的萌生时机进行研究.在仅考虑热载荷的作用下,研究热疲劳因素对身管裂纹萌生的影响;再利用热力耦合分析方法,研究将弹带的挤压和摩擦作用考虑进来后身管横向裂纹的萌生时机.结果表明,通过热力耦合模型得到的疲劳射弹发数与实弹射击实验发现的横向裂纹的萌生时机相吻合,验证了在考虑热力耦合作用下所建模型的正确性.     

位移不连续法在裂纹扩展仿真中的应用

探讨了在应用位移不连续法仿真裂纹扩展时对加载方式、裂纹扩展长度及应力强度因子计算等问题的处理方法,并据此编制了仿真程序,分析了裂纹在单向压载作用下的扩展趋势和应力变化,具有一定的工程应用价值。     

两栖装甲车辆车体应力试验分析

针对两栖装甲车辆装甲板裂纹现象,设计了表面应力测试试验.通过对某型两栖装甲车辆进行试验,并对采集的数据处理分析,获得了车体裂纹频发位置的主应力分布,验证了装甲板表面主应力是导致产生裂纹的主要因素,为解决裂纹问题提供了理论依据.     

对接厚板表面裂纹的残余应力强度因子

利用线弹簧模型求解对接厚板表面裂纹的残余应力强度因子。基于Reissner板理论和连续分布位错思想,将对接厚板表面裂纹问题归结为一组Cauchy型奇异积分方程,并采用Gauss-Chebyshev方法给出了奇异积分方程的数值结果,并与有限元解进行比较,计算结果表明:用线弹簧模型解决含残余应力表面裂纹问题不仅是合理可行的,而且是一种简单方便的方法,便于工程实际应用。     

非均布应力场中内埋裂纹的应力强度因子

在内埋裂纹线性线弹簧模型的基础上,通过引入二维权函数将裂纹面上的非均布载荷进行均布化等效,求解了中心内埋椭圆形裂纹在沿板厚非均匀分布应力场中的应力强度因子,列出了问题的奇异积分方程,利用Gauss-Chebyshev方法求解了在4种应力场分布情形下的数值结果,并与已有文献的解进行了比较,当a0/c0 ＜0.4、a0/h≤0.3时,两者结果具有较好的一致性,表明了本文方法的合理性和可靠性.     

椭圆状裂纹应力强度因子确定及抽油杆疲劳寿命预测

借助实验数据和公式逼近得到了带有椭圆状裂纹,承受拉-拉载荷的抽油杆的应力强度因子。将此应力强度因子代入Paris公式,即可预测抽油杆的剩余疲劳寿命。计算表明,当抽油杆上初始裂纹尺寸α_0<1.90mm时,预测疲劳寿命与实验值可较好地吻合。