噪声技术在航空发动机中的应用

以某民用燃气涡轮辅助动力装置为对象,研究噪声技术在航空发动机振动分析中的应用。采用课题组自行开发的频谱分析软件,对噪声测试系统获得的包含振动量信息的WAV文件数据进行计算,获得3维频谱图。对这些频谱图进行详细分析,可找出可能存在的激振频率及零件共振频率。将噪声测试获得的振动信息与传统的安装在机匣上的振动传感器的测量数据进行了对比,结果表明噪声测试方法可获得更多有用信息。     

航空发动机整机振动信号分析

为了解决航空发动机的整机振动分析问题,提出一种基于谐波小波的振动信号分析方法。首选对振动信号进行谐波小波变换,得到信号的时频表示;根据时频图提取信号特征,得到信号的特征频率;根据与基频信号的对比,识别发动机的振动故障类型。实验结果表明,该方法可以准确地识别出发动机的三种典型振动故障。与传统基于小波分析方法相比,基于谐波小波的方法具有更准确的振动故障特征识别能力,适用于振动信号的分析。     

HHT统计特征在航空发动机振动分析中的应用

航空发动机振动信号包含了多种振源的振动信号和大量的噪声分量。通过对其进行Hilbert-Huang变换, 将复杂信号分解为代表不同物理意义的单分量固有模态函数（Intrinsic Mode Functions, IMF）,然后对每一个IMF子带信号提取基于能量加权的广义粗糙度特征实现对振动信号的描述。最后将上述特征送入SVM分类器进行训练,根据分类器的输出结果确定航空发动机的工作状态和故障类型。通过对实测航空发动机试车时得到的振动信号的实验分析结果表明,该算法可以有效地识别发动机的振动故障。     

谐波小波在发动机振动信号分析中的应用

在分析了经典谐波小波和广义谐波小波两种谐波小波特点的基础上,提出了两种谐波小波在发动机振动信号分析中的不同应用.仿真试验表明经典谐波小波对信号幅值的变化十分敏感,适合检测信号中的奇异点;广义谐波小波有良好的滤波特性,可以检测并提取出振动信号中的微弱信号.     

航空发动机试飞振动实时监视技术研究

针对某型航空发动机的试飞需求,设计振动实时监视的实施方案,根据方案设计配置振动实时监测设备,并利用该设备与原有的设备资源共同实施试飞中发动机振动的实时监视。结果表明,方案设计和设备配置,满足试飞需求。     

航空发动机转静子碰摩故障信号用小波分析的方法检测和分析

针对试飞中发动机转静子碰摩故障信号,首先应用小波阈值方法对原始信号进行降噪处理,由此滤除高频噪声干扰,同时可保留含有重要故障特征的突变信息;对降噪后信号进行连续小波变换,时频分析结果具有很好的实时跟踪转速频率能力,且频带清晰,故障特征明显,为今后真实飞行载荷下的实时故障监测提供一种有效途径。     

优化EMD法及其在航空发动机振动信号分析中的应用

针对脉冲噪声和随机噪声对经验模式分解所产生的模式混叠和端点效应问题,提出了一种中值滤波-奇异值分解(Median Filter-Singular Value Decomposition,简称MF-SVD)联合降噪的优化经验模式分解方法.利用中值滤波对脉冲噪声的去除能力和SVD对随机噪声的抑制能力,同时为了解决SVD降噪中降噪阶次难以确定的问题,提出了能量差分谱的概念改善了SVD降噪能力.联合中值滤波和改进后的SVD降噪方法去除脉冲噪声和随机噪声干扰,有效改善经验模式分解质量.将该方法应用到航空发动机振动试飞数据分析中,很好地获取了表征自由涡轮转子和燃气发生器转子振动特征的数据分量,有效抑制了模式混叠和端点效应,验证了优化经验模式分解方法应用的有效性.     

基于提升小波的发动机振动信号相关分析

发动机的振动信号一般呈非平稳时变特征.傅立叶变换只能确定一个函数奇异性的整体性质,而难以确定奇异点在空间的位置及分布情况.经典的小波变换具有空间局部化性质,但多数性质都是通过傅立叶变换性质来实现的.提升算法摆脱了这种局限,它从一个简单的多分辨分析开始,然后向具有某一特性的MRA逐渐逼近.根据信号与噪声在各尺度下的不同传播特性,通过各层之间相关性分析滤除噪声,有效的提取出信号特征.     

某型航空发动机台架试车异常振动故障诊断

基于某型航空发动机机匣实测振动信号的分析和该型发动机结构特点的剖析,对该型发动机某次试车振动异常现象进行了研究。研究结果表明,低压涡轮支承间隙和偏心量差是引起异常振动的主要故障原因。同时表明,结合现代信号处理技术和正确的分析思路,能够较为快速准确地定位故障,避免盲目的分解检查。     

某航空发动机轴流叶轮叶片变形故障分析

某航空发动机在地面试验中出现效率下降且伴有啸叫声的异常现象。根据对所测振动、噪声信号的详细分析,成功判断出该发动机第一级轴流叶轮叶片发生变形。国内外对于发动机转子叶片发生变形故障时的噪声数据研究较少,通过对该发动机故障的详细分析,得到转子叶片发生变形故障时噪声频谱的特征,为转子叶片变形故障的准确判断提供依据。     

航空发动机柔性转子动平衡方法

根据航空发动机柔性转子现场动平衡实践的需要,建立向前和向后正交的柔性转子混合平衡法和平衡步骤,分别在模拟转子和真实转子对方法的可行性和有效性进行实验考核。结果表明,向前和向后正交的柔性转子混合平衡法,可有效对发动机转子实施高速动平衡,且可提高平衡效率、减少试重个数和开车次数。     

基于稀疏表示和SVM的航空发动机故障诊断

针对某型航空发动机减速器一级齿轮毂断裂问题,考虑其不易拆卸的特点,提出基于信号稀疏表示和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的故障诊断算法。首先,利用稀疏表示提取出最大和次大的稀疏系数作为特征向量。其次,选取支持向量机进行故障识别,在小样本学习条件下保持了较高的识别准确率。通过对简易减速器和航空发动机振动信号的分析证明了所提算法的有效性及其在工程应用中的价值。     

基于航空发动机转子试验器的碰摩特征测试

利用航空发动机转子试验器模拟不同部位的碰摩,测试获得碰摩时机匣的加速度响应信号,并与无碰摩时机匣加速度时、频域波形进行对比。测试结果表明,航空发动机叶盘结构的转子—机匣碰摩时,其加速度信号具有冲击、调幅特征,即在碰摩频率及其整数倍频附近存在边频带,其边频宽度为旋转频率。同时,与无碰摩状态相比,在低频段时碰摩特征主要表现为转频及其倍频分量,且倍频分量更加突出。     

航空特种表面清洗剂在航空发动机长期试车中的应用研究

结合航空发动机的结构、材料、研究了航空特种表面清洗剂的理化性能及腐蚀性能，通过在航空发动机长期试车阶段清洗中应用，效果良好，从而保证了航空发动机的正常试车。     

航空发动机整机结构分析及其在工程设计中的应用

航空发动机整机结构分析工作在发动机研制过程中扮演重要角色,伴随产品从方案定义到服役整个设计和制造过程。首先介绍整机结构分析的背景意义和研究进展、各大航空发动机整机OEM制造商与欧盟及相关高校所开展的研究工作。对于在发动机工程研制过程中整机结构分析在模型规模、模型质量、分析效率等方面所面临的一系列挑战,提出在模型简化及混合分网、模型修正及确认、连接结构建模方法、结果工况组合输出以及集成平台软件等方面需要开展攻关和研究的技术。最后结合案例探讨整机结构分析在载荷输出、间隙控制、振动响应分析等方面应用。     

基于子带能量法的发动机振动信号分析研究

以DA462型发动机缸壁及缸盖外表面的振动信号为研究对象,对发动机振动诊断机理进行研究,在实验的基础上对实验测得的信号用子带能量法进行深入的计算和分析,验证将子带能量法应用到发动机的振动信号分析中,能够对发动机的故障进行较准确的诊断。     

基于参数识别的航空发动机转子故障诊断与定位方法

航空发动机结构复杂,转子的故障诊断与定位是一个难点。考虑航空发动机实际测量条件,提出一种基于扩展卡尔曼滤波器的转子故障诊断方法,其核心是通过识别典型故障特征参数对转子的多种故障进行诊断和定位。针对实际航空发动机整机结构,用有限元法建立一种耦合的转子-支承-机匣动力学模型。该方法针对实际采集观测信号不完备的问题,采取加权整体迭代的方法来加快参数的稳定与收敛。针对所建立的航空发动机典型故障模型和实际模型存在误差的问题,采取衰减记忆滤波的方法来补偿误差。最后对含典型故障转子的航空发动机整机模型进行仿真计算得到数值解,作为未知故障的观测信号,结合加权整体迭代和衰减记忆滤波的扩展卡尔曼滤波方法,分析得到未知的故障特征参数,依此故障特征参数,实现对故障的识别和诊断,结果证明了该方法对航空发动机转子进行故障诊断和定位的有效性。     

一种新的航空发动机叶片疲劳试验方法

在某型航空发动机叶片疲劳试验件数量严重不足的情况下,提出一种新的航空发动机叶片疲劳试验方法-逐级载荷加载法。该方法先以一个相对较低的振动水平对叶片进行激励,然后逐级加大叶片的激励水平,直至叶片出现疲劳破坏,最后获取该叶片的疲劳极限。应用该方法对某型发动机第5级轴流压气叶片进行疲劳试验,有效地获取该叶片的疲劳极限。     

航空发动机支承不同心转子系统力学模型研究

针对实际的航空发动机低压转子系统中的支承不同心问题,在对其结构特征及受力变形情况进行分析的基础上,建立了多支点、柔性转子系统的动力学模型,利用Lagrange方法分别获得了不同结构下的转子系统运动微分方程。结果表明,对于多支点的柔性转子系统,支承不同心所带来的动力学影响因转子的结构特征而异,一方面会使连接结构的刚度呈现非线性,另一方面又有可能给系统带来附加的2倍频激振力,从而使响应出现1倍频以外的其他频率分量。     

自动化在航空发动机零部件车削加工中的应用

航空工业是一个国家工业实力的集中体现,我国自建国以来在航空工业中投入了大量的人力物力,现今我国已经能够完成从飞机机体、发动机到航电设备等全套零备件的制造工作并完成组装,是世界上不多的能够独立制造飞机的国家。飞机制造是一项复杂的系统性工程,尤其是航空发动机更是飞机的重要核心,航空发动机是由众多的零部件所组成的,在零件的加工制造过程中如何提高零部件的加工效率与加工质量是现今乃至今后一段时间内需要重点的考虑的问题,在航空发动机零部件车削加工中利用数控加工设备提高零部件的加工质量与效率,使得整个航空发动机零部件的加工向着人性化、柔性化的方向发展。