一种兼具强干扰背景噪声特征的轴承故障数据模拟生成方法

在对燃气涡轮发动机的轴承故障进行智能诊断时,存在着智能诊断难度大、实测案例稀缺等问题。为此,在考虑了非线性接触碰撞激励、发动机薄壁机匣支承结构复杂传递特性的基础上,提出了一种兼具发动机强干扰背景噪声特征的轴承故障数据模拟生成方法,并将其与实验数据进行了对比,验证了两者故障特征的一致性。首先,建立了典型发动机高压转子-轴承系统多体接触瞬态动力学模型,通过模拟故障轴承复杂接触碰撞过程,获取了非线性轴承故障激励力;其次,基于该发动机机匣高保真有限元模型,计算了故障轴承位置到测点的脉冲激励响应,并结合模态振型探明了发动机机匣的复杂传递特性;然后,在此基础上提出了基于非线性轴承故障激励与复杂传递的机匣测点信号时域离散卷积的重构方法,模拟了轴承故障在机匣测点的关键机理特征,并进一步融合了健康发动机的实测振动数据,构造了包含工作状态气流激振、非线性干扰等因素影响下的轴承故障仿真数据;最后,为了验证仿真数据故障特征的合理性,利用基于特征传递机理的包络解调方法提取了微弱轴承故障特征,并将其与发动机实测轴承故障实验数据进行了比较。研究结果表明:发动机轴承故障仿真数据与实验数据时域特征相似,二者包络谱中的故障特征频率误差小于1%,且故障特征频率及其倍频幅值大小相近,证明发动机轴承故障的仿真数据故障特征具有一定的合理性,可为基于机匣测点的发动机轴承故障特征提取、智能诊断算法训练等提供支撑。

基于知识图谱的航空发动机PHM仿真验证平台设计

针对航空发动机PHM系统功能、性能验证要求高、验证内容多、验证业务复杂等实际问题,分析了国外先进航空发动机PHM系统开发验证情况及经验,提出了一种基于知识图谱技术的PHM仿真验证平台设计方法;该方法利用了知识图谱在具有的半结构化、高效性、直观性等特点,实现了发动机PHM验证涉及到的故障模式、故障特征、算法模型及专家知识等大量信息知识的有效组织与管理;在此基础上,进一步面向发动机PHM验证数据量大、计算需求高等需求,采用大数据、数据挖掘、机器学习、云服务等技术,搭建了基于知识图谱的航空发动机PHM仿真验证平台,实现了数据挖掘与信息提取、专家知识获取、多层级融合诊断智能导向型推理等应用;最后,以某型发动机为对象,介绍了发动机PHM仿真验证情况;经实际验证结果分析,该文提出的PHM仿真验证平台能够有效解决航空发动机PHM系统可验证的历史故障样本少、验证功能单一等问题。

受激材料对地质聚合物砂浆强度的影响

介绍了一种新型无机胶凝材料——地质聚合物砂浆,以立方体抗压强度为指标,探讨了不同受激材料复掺体系对地质聚合物砂浆强度的影响,结果表明,粉煤灰基地质聚合物砂浆的强度随偏高岭土掺量的增加而降低,而随矿渣掺量的增加而提高,矿渣基地质聚合物砂浆的强度随偏高岭土掺量的增加也呈现降低的趋势。

基于热流固耦合仿真的高压涡轮叶片寿命评估

为了解决发动机热端部件剩余寿命评估难题,以高压涡轮一级叶片为研究对象,提出了一种基于有限元和神经网络的联合预测模型。首先,采用热流固耦合仿真技术为寿命理论模型提供初始数据及考核部位;然后,考虑疲劳蠕变的交互作用,结合工程应用经验与时间-寿命分数法,创建剩余寿命评价指标;最后,为提高寿命预测的快速性和经济性,基于有限元仿真分析数据和神经网络算法,构建并训练叶片寿命预测模型。实际数据的验证结果表明:该模型预测结果与国外商用软件的剩余寿命评估指标接近;一级静叶和一级动叶的等效运行时间相对误差分别在1%和3%以内。

基于性能仿真模型的燃驱压缩机组数据调和的方法及应用

由于测量误差的存在,测量参数不能正确反映燃驱压缩机组的真实状态,而用数据调和方法来降低测量误差提高数据的准确度又常面临着缺少冗余度的问题。本文提出一种基于性能仿真模型的数据调和新方法,通过建立机组仿真模型,建立监测参数之间的相互关系,以增加系统的解析冗余度,结果表明其有提高数据准确度的作用;分析影响数据调和质量的各种因素,得出压气机出口温度、燃料量、动力涡轮和高压涡轮出口温度等因素对数据调和质量影响较大。

航空发动机全生命周期健康管理技术发展分析

随着航空发动机功能结构越来越复杂,以及用户对发动机的安全性、可靠性的要求越来越高,健康管理系统成为先进航空发动机的重要组成部分,该技术的成熟与工程化应用对航空发动机的全生命周期具有显著的提升作用。航空发动机结构复杂、工作环境恶劣,主要工作零部件承受着较高的离心负荷、气动负荷以及振动交变负荷等,同时还受到外来物的冲击,以及风沙、潮湿、盐雾的侵蚀,引起发动机的性能下降、疲劳损伤增多,甚至产生叶片断裂、轮盘破损等危及发动机及飞机安全的事故。

航空发动机气路故障特征提取方法研究

航空发动机复杂恶劣的工作环境容易导致故障发生,轻则引起发动机性能下降,重则会损坏发动机,诱发飞行事故。监测、跟踪、评估发动机的健康状况,快速准确地预测、定位潜在故障部位,对于增强发动机的安全性、降低维修成本具有重要意义。