某航空发动机使用载荷对其整机寿命和可靠性的影响研究

发布时间：2017-04-14 19:24

  本文关键词：某航空发动机使用载荷对其整机寿命和可靠性的影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了对飞机发动机整机及零部件进行准确的应力和寿命分析，这就需要首先进行合理、高可靠的载荷谱分析。编制模拟发动机真实情况的合理载荷谱是现役发动机的定延寿以及结构疲劳设计的首要工作，对后续的可靠性分析和试验工作的成败，经费和时间都有重大的影响。航空发动机技术是世界军事强国优先发展并且高度垄断而严密封锁的关键技术，是一个国家装备军事水平与科技实力和综合国力的重要标记。因此，开展航空发动机整机载荷谱编制理论及数据处理技术研究，对提高发动机整机及零部件的结构强度和寿命可靠性具有重要的理论价值和重大工程应用前景。 航空发动机由大量零组件组成，整机的可靠性是建立在单元体（零组件）可靠性基础上的。其零组件各有自身的工作特点与可靠性指标，只有当零组件的可靠性得以实现时，发动机整体的可靠性才能得以保证和实现。所以航空发动机的可靠性研究难度很大。因此为了研究发动机的载荷对其可靠性寿命的影响，首先必须找出影响发动机可靠性寿命的主要零组件或薄弱零组件，确定这些零组件在使用、维修过程中出现的主要故障模式。然后研究载荷对这些故障模式的影响，统计载荷谱的差异性对这些故障形成和发展的影响程度，进而揭示发动机载荷对其整机寿命和可靠性的影响规律。 本论文考虑到发动机的载荷谱及其结构形式的复杂性，在确定载荷谱、载荷分布函数的基础上，分析讨论了各种寿命可靠性数学模型的适用范围，最后确定了适用于本发动机的寿命可靠性数学模型。通过发动机飞行小时与转子循环数，确定了载荷与主要零组件寿命之间的关系，再根据分布函数和广义应力-强度干涉模型，，计算了一定可靠度下的使用寿命和检查周期。
【关键词】：航空发动机 可靠性 寿命估算 载荷谱
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：V263.6
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 选题意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 载荷谱编制的发展10-12
• 1.2.2 航空发动机寿命测定及可靠性分析的发展与应用12-13
• 1.3 论文的研究内容13-14
• 1.4 论文的主要结构14-16
• 第二章 航空发动机结构及载荷谱编制16-26
• 2.1 航空涡轮风扇发动机结构16-19
• 2.2 航空发动机整机载荷谱编制原理19-22
• 2.3 航空发动机飞行剖面数据处理22-26
• 第三章 航空发动机载荷的统计分析26-42
• 3.1 载荷的分布特性26-30
• 3.1.1 描述结构载荷的几种常用概率分布函数26-28
• 3.1.2 载荷的单边容许限28-29
• 3.1.3 载荷变异系数29-30
• 3.2 结构限制载荷的确定30-31
• 3.2.1 载荷谱外推法30-31
• 3.3 确定载荷分布的方法31-32
• 3.3.1 确定载荷分布的影响因素31-32
• 3.3.2 确定载荷分布的基本方法32
• 3.4 实测发动机载荷数据分析32-41
• 3.4.1 主要工作循环数差异分析32-34
• 3.4.2 高压转子转速和涡轮后温度差异分析34-37
• 3.4.3 高压转子转速与飞行表速差异分析37-38
• 3.4.4 飞行高度与环境温度差异分析38-41
• 3.5 小结41-42
• 第四章 航空发动机的疲劳损伤与可靠性分析42-63
• 4.1 发动机零组件S-N曲线方程的确定方法42-53
• 4.1.1 疲劳寿命42-45
• 4.1.2 高周疲劳与低周疲劳45-46
• 4.1.3 S-N曲线与P-S-N曲线46-51
• 4.1.4 疲劳寿命分散系数与疲劳强度分散系数51-53
• 4.2 疲劳累积损伤的MINER准则53-55
• 4.3 等寿命曲线55-57
• 4.4 变幅载荷下的疲劳寿命估算57-59
• 4.5 疲劳分析的名义应力法59-63
• 4.5.1 名义应力法的基本步骤59-61
• 4.5.2 名义应力法的改进61-63
• 第五章 航空发动机疲劳寿命分析63-73
• 5.1 某型发动机I级涡轮盘所受的应力载荷分析63-64
• 5.2 某型发动机I级涡轮盘的S-N曲线拟合64-65
• 5.3 发动机I级涡轮盘的可靠性寿命估算65-71
• 5.3.1 循环应力的估算65-66
• 5.3.2 对称循环应力的估算66
• 5.3.3 累积损伤的估算66-70
• 5.3.4 疲劳寿命的估算70-71
• 5.3.5 对称循环应力幅频数分布对寿命的影响分析71
• 5.4 小结71-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 6.1 总结73
• 6.2 展望73-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-81
• 作者攻硕期间取得的成果81-82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 平安,王德俊;疲劳载荷谱编制智能方法[J];东北大学学报;1997年02期

2 倪侃，高镇同;疲劳可靠性二维概率MINER准则[J];固体力学学报;1996年04期

3 阎楚良,高镇同;飞机高置信度中值随机疲劳载荷谱的编制原理[J];航空学报;2000年02期

4 阎楚良,高镇同;疲劳性能广义 σ-N 曲面[J];机械工程学报;1999年01期

5 倪侃;随机疲劳累积损伤理论研究进展[J];力学进展;1999年01期

6 阎楚良;双参数疲劳载荷谱的编制[J];农业机械学报;1986年02期

7 倪侃,张圣坤,钱仍R

本文编号：306704