[发明专利]一种航空发动机关键件寿命管理方法及装置有效
| 申请号： | 201910706026.0 | 申请日： | 2019-08-01 |
| 公开（公告）号： | CN110362957B | 公开（公告）日： | 2022-05-03 |
| 发明（设计）人： | 巫荣海;尹倩;岳珠峰 | 申请（专利权）人： | 西北工业大学 |
| 主分类号： | G06F30/15 | 分类号： | G06F30/15;G06F30/23;G06F119/04;G06F119/14 |
| 代理公司： | 北京律智知识产权代理有限公司 11438 | 代理人： | 阚梓瑄 |
| 地址： | 710072 陕西*** | 国省代码： | 陕西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 航空发动机 关键 寿命 管理 方法 装置 | ||
1.一种航空发动机关键件寿命管理方法，其特征在于，包括：
获取一航空发动机的关键件的初始飞行参数，所述初始飞行参数包括关键件的初始组织结构参数以及关键件服役的标准飞行参数：所述初始组织结构参数包括相组成、孔洞密度以及表面质量；所述标准飞行参数包括转速以及温度；
对所述初始飞行参数进行飞行剖面简化以确定规整飞行剖面，以及对所述初始飞行参数进行当量循环数等效以确定第i次任务的当量循环数ni；
根据所述初始飞行参数以及疲劳-蠕变寿命模型，确定标准总寿命以及根据所述规整飞行剖面及第i次任务的当量循环数ni确定所述关键件的标准寿命消耗并根据所述标准总寿命与所述标准寿命消耗确定所述关键件剩余寿命；
根据所述关键件剩余寿命，判断是否对所述关键件进行修复；并在判断对所述关键件进行修复后，选择焊接或者3D打印对所述关键件进行修复；
所述对所述初始飞行参数进行飞行剖面简化以确定规整飞行剖面包括：
根据所述关键件服役的转速以及温度，确定标准飞行剖面；
对所述标准飞行剖面进行飞行剖面简化，确定规整飞行剖面；
所述对所述初始飞行参数进行当量循环数等效以确定第i次任务的当量循环数ni包括：
对所述转速与温度采用经验公式，并结合所述规整飞行剖面，计算总应力，进而确定总应力随时间的变化曲线；
对所述总应力随时间的变化曲线基于雨流计数法等效为当量循环数据；
根据所述当量循环数据，基于当量循环换算图确定第i次任务的当量循环数ni；
所述根据所述规整飞行剖面及第i次任务的当量循环数ni确定所述关键件的标准寿命消耗包括：
根据所述规整飞行剖面及第i次任务的当量循环数ni确定第i次任务标准循环数
根据所述第i次任务标准循环数确定第i次任务标准损伤
根据第i次任务标准损伤确定m次任务后的标准寿命消耗
2.根据权利要求1所述的航空发动机关键件寿命管理方法，其特征在于，
所述第i次任务标准循环数根据公式确定；其中，为第i次任务标准循环数，ni为第i次任务的当量循环数，σm为当前主循环应力均值，为标准主循环应力均值，Δσ为当前主循环应力幅值，为标准主循环应力幅值。
3.根据权利要求2所述的航空发动机关键件寿命管理方法，其特征在于，所述第i次任务标准损伤根据公式确定；其中，为第i次任务标准损伤，为第i次任务的标准循环数，为标准总循环数，Pi为超载致超期损伤；所述标准总循环数根据公式确定，其中为标准总寿命，为标准剖面主循环频率。
4.根据权利要求3所述的航空发动机关键件寿命管理方法，其特征在于，所述m次任务后的标准寿命消耗根据公式确定；其中，为m次任务后的标准寿命消耗，为标准总寿命，为第i次任务标准损伤。
5.根据权利要求4所述的航空发动机关键件寿命管理方法，其特征在于，所述根据所述关键件剩余寿命，判断是否对所述关键件进行修复包括：
判断所述关键件剩余寿命是否达到剩余寿命阈值；
在所述关键件剩余寿命达到所述剩余寿命阈值时，检测所述关键件的表面孔洞裂纹和图层受损情况；
根据所述关键件的表面孔洞裂纹和图层受损情况，结合修复所需时间、人工成本和耗材成本以及修复后对所述关键件的寿命延长情况，判断是否对所述关键件进行修复。
6.一种航空发动机关键件寿命管理装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取一航空发动机关键件的初始飞行参数，所述初始飞行参数包括关键件的初始组织结构参数以及关键件服役的标准飞行参数：所述初始组织结构参数包括相组成、孔洞密度以及表面质量；所述标准飞行参数包括转速以及温度；
数据处理模块，用于对所述初始飞行参数进行飞行剖面简化以确定规整飞行剖面，以及对所述初始飞行参数进行当量循环数等效以确定第i次任务的当量循环数ni；
寿命评估模块，用于根据所述初始飞行参数以及疲劳-蠕变寿命模型，确定标准总寿命以及根据所述规整飞行剖面及第i次任务的当量循环数ni确定所述关键件的标准寿命消耗并根据所述标准总寿命与所述标准寿命消耗确定所述关键件剩余寿命；
修复决策模块，根据所述关键件剩余寿命，判断是否对所述关键件进行修复；并在判断对所述关键件进行修复后，选择焊接或者3D打印对所述关键件进行修复；
所述对所述初始飞行参数进行飞行剖面简化以确定规整飞行剖面包括：
根据所述关键件服役的转速以及温度，确定标准飞行剖面；
对所述标准飞行剖面进行飞行剖面简化，确定规整飞行剖面；
所述对所述初始飞行参数进行当量循环数等效以确定第i次任务的当量循环数ni包括：
对所述转速与温度采用经验公式，并结合所述规整飞行剖面，计算总应力，进而确定总应力随时间的变化曲线；
对所述总应力随时间的变化曲线基于雨流计数法等效为当量循环数据；
根据所述当量循环数据，基于当量循环换算图确定第i次任务的当量循环数ni；
所述根据所述规整飞行剖面及第i次任务的当量循环数ni确定所述关键件的标准寿命消耗包括：
根据所述规整飞行剖面及第i次任务的当量循环数ni确定第i次任务标准循环数
根据所述第i次任务标准循环数确定第i次任务标准损伤
根据第i次任务标准损伤确定m次任务后的标准寿命消耗
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