發(fā)布時(shí)間：2020-06-27 08:09

【摘要】：航空發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)的核心部件,為保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)安全可靠運(yùn)行,降低維修保障費(fèi)用,以美國為首的西方國家提出了發(fā)動(dòng)機(jī)的故障預(yù)測與健康管理(PHM)方法,其中健康狀態(tài)評(píng)估是其中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為一種高可靠性的復(fù)雜設(shè)備,其歷史退化數(shù)據(jù)不足,退化實(shí)驗(yàn)投入資金巨大成為發(fā)動(dòng)機(jī)健康管理的一大難點(diǎn),因此,如何有效降低調(diào)研費(fèi)用和周期成為一個(gè)重要問題。計(jì)算機(jī)仿真在此方面具有巨大優(yōu)勢:不僅可以大大減少實(shí)驗(yàn)工作量和實(shí)驗(yàn)費(fèi)用,從而降低研發(fā)費(fèi)用和縮短研發(fā)周期,并且通過計(jì)算機(jī)仿真還可以進(jìn)行可行性研究和優(yōu)化,減少了試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn),從而大大降低成本。因此,建立一個(gè)具有擴(kuò)展性能的航空發(fā)動(dòng)機(jī)仿真平臺(tái)具有重要意義。本文對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣路部件退化規(guī)律進(jìn)行研究并建立了仿真模型,在此基礎(chǔ)上,對(duì)氣路部件的健康狀態(tài)進(jìn)行了評(píng)估,為發(fā)動(dòng)機(jī)群的維修決策提供了依據(jù)。主要研究內(nèi)容如下:(1)研究發(fā)動(dòng)機(jī)氣路部件的穩(wěn)態(tài)性能仿真方法,選擇以氣路部件特性曲線擬合為基礎(chǔ)的部件法。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)缺乏的情況下,選擇用耦合系數(shù)法根據(jù)已有的發(fā)動(dòng)機(jī)通用特性曲線對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣路部件特性曲線進(jìn)行擬合。確定在發(fā)動(dòng)機(jī)整體仿真模型中需要的過程參數(shù),對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各部件工作原理和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行研究。在Simulink環(huán)境下對(duì)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行基于部件法的建模仿真。完成各部件的仿真模塊后,建立匹配驗(yàn)證方程,最終建立渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)仿真計(jì)算模型,為發(fā)動(dòng)機(jī)退化仿真提供了建�；�礎(chǔ)。(2)建立了發(fā)動(dòng)機(jī)氣路部件性能退化仿真模型。研究了發(fā)動(dòng)機(jī)氣路部件性能退化仿真方法并利用基于發(fā)動(dòng)機(jī)氣路部件特性曲線退化的方法對(duì)壓氣機(jī)性能退化過程進(jìn)行了仿真。利用平移耦合系數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)部件特性曲線退化過程的仿真,分析了壓氣機(jī)氣路部件退化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各截面參數(shù)的影響。(3)基于隱馬爾科夫模型,對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣路部件的健康狀態(tài)進(jìn)行了評(píng)估,并基于實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了剩余壽命預(yù)測。分析發(fā)動(dòng)機(jī)氣路部件退化過程的特征,選擇利用左右型多參數(shù)隱馬爾科夫模型對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)退化過程的健康狀態(tài)進(jìn)行健康評(píng)估。由于真實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)缺乏充足的歷史退化數(shù)據(jù),利用仿真數(shù)據(jù)對(duì)訓(xùn)練過程進(jìn)行了驗(yàn)證,并利用驗(yàn)證后的模型對(duì)真實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)歷史退化數(shù)據(jù)進(jìn)行健康評(píng)估。最后參考發(fā)動(dòng)機(jī)截尾預(yù)測數(shù)據(jù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了健康狀態(tài)預(yù)測和剩余壽命預(yù)測。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V263.6
【圖文】：

進(jìn)氣道的作用是使氣流均勻流入壓氣機(jī)。風(fēng)扇將從進(jìn)氣道進(jìn)入的氣流進(jìn)壓并穩(wěn)定氣體的流動(dòng)，之后氣流進(jìn)入高壓壓氣機(jī)。在高壓壓氣機(jī)中，氣一步增壓，使氣體總壓達(dá)到有利于燃燒的壓力。在燃燒室中，被壓縮的噴油燃燒作用，使氣體動(dòng)能和總壓增大并使氣體由燃燒室進(jìn)入高壓渦輪輪做功。高壓渦輪產(chǎn)生的高壓軸轉(zhuǎn)速為壓氣機(jī)提供動(dòng)能，低壓渦輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)速為風(fēng)扇提供動(dòng)能。最后燃燒后的氣體在混合室與外涵道氣體混合并管排入大氣[23]。對(duì)于渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)而言，風(fēng)扇提供的動(dòng)能是機(jī)身動(dòng)能的主 渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)仿真方法及仿真環(huán)境本章首先對(duì)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)各主要?dú)饴凡考�進(jìn)行穩(wěn)態(tài)模型并進(jìn)行氣路部能計(jì)算。航空發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)性能計(jì)算是指：發(fā)動(dòng)機(jī)在指定飛行高度 H、飛 Ma、大氣溫度 T 等飛行狀況的條件下，發(fā)動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)定工作狀態(tài)下的性性能計(jì)算包括發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)點(diǎn)性能計(jì)算和非設(shè)計(jì)點(diǎn)性能計(jì)算。熱力計(jì)算是

圖 2-2 進(jìn)氣道仿真模塊進(jìn)氣道進(jìn)口靜溫和靜壓[6]： 00, <0288.15 0.0065 ,0 11000216.5,11000 24000iT HT H HH （2-11）04 5.255880, 0101325(1 0.225577 10 H) ,0 110001100022632exp( ),11000 H6318iP HP HH （2-12）進(jìn)口氣流速度： 0 a 0iC M kRT（2-13）

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 吳小梅;李偉光;陸峰;;壓氣機(jī)葉片抗沖蝕涂層的研究及應(yīng)用進(jìn)展[J];材料保護(hù);2007年10期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 周劍波;變幾何渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)綜合控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

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本文編號(hào)：2731562