发动机返厂大修策略仿真研究

发布时间：2020-06-06 19:08

【摘要】：发动机的返厂大修,是发动机机队管理需要重点研究的问题。合理的发动机返厂大修策略,不仅可以保证发动机的运营安全,而且可以提高航空公司的经济效益。由于发动机失效模式的多样性以及维修体系的复杂性,利用解析法来研究发动机的返厂大修策略变得异常困难,因此本文基于蒙特卡罗仿真方法,对发动机的返厂大修策略展开研究。通过分析发动机机队的历史数据,研究性能衰退、部件损伤和偶然性损伤三种失效模式的寿命分布函数,基于竞争失效建立蒙特卡罗仿真模型,预测发动机的首次下发时间规律。结合该机队提供的实际下发数据,利用Kolmogorov-Smirnov检验确定首次下发时间的分布类型,经分析,仿真结果的可靠度误差较小,在-1%~2%之间,从而验证了该方法的合理性和可行性。根据发动机维修管理大纲,制定发动机的送修等级判定流程,结合下发时间和送修等级的判定流程,对送修等级进行决策和评估。通过仿真结果可视化处理,研究了目标在翼时间对送修等级的影响,并以送修成本为优化目标,对目标在翼时间进行了优化。经分析,当目标在翼时间为6500~7500cycle时最优,此时的送修成本较低,且目标在翼时间也比较长,比较符合发动机送修的理想目标。基于发动机第二次下发的失效原因分析,建立二次下发仿真模型,研究了发动机的首次下发时间对第二次下发的影响。通过仿真结果分析得到,在一定时间内,发动机的首次下发时间越长,第二次下发时间就越短,而由于送修等级的转变,在某些时刻,第二次下发时间会突然跃升。另外,在不出现送修等级转变的情况下,发动机的首次下发时间越长,则通过仿真所预测的第二次下发时间的精度就越高,并以首次下发原因为性能衰退为例展开分析,当首次下发时间从5000cycle增大到7000cycle时,对于第二次下发时间的预测,置信水平68.26%下的置信区间缩短了890.89cycle,置信水平94.55%下的置信区间缩短了1781.77cycle。最后,通过对发动机下发时间和部件损伤程度的分析,验证了仿真结果的合理性。
【图文】：

气机叶片损伤：3.103517 13.103517( )11038.24 11038.24t t 损伤：3.638997 13.638997( )10124.46 10124.46t t 损伤：6 (t ) 1.11289 10 2-3 给出了各失效类型的失效率曲线。从图中可以看出，在发动机运行退和部件损伤的失效率为 0，而偶然性损伤的失效率虽然极小，但在该动机的下发具有主导影响。而随着时间的增长，性能衰退和部件损伤的大，并且部件损伤的失效率增长较快，因此，在发动机运行后期，部件发动机下发的主导因素。

中国民航大学硕士学位论文一阶段的预测下发时间相对于实际下发时间会偏小，从而可靠度也将偏定时间后，，发动机的可靠度已经趋于 0，所以此时的仿真可靠度与实际渐吻合了。
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V263.6

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本文编号：2700128