黄铜全流量在线磨粒静电监测实验研究

为深入了解静电监测方法对黄铜的监测能力,采用自制的全流量在线磨粒静电传感器开展黄铜的静电监测方法研究。研究了润滑条件下轴承钢-黄铜滑动摩擦荷电磨粒的产生机理并设计了磨粒静电监测系统,开展了三种尺寸的轴承钢球和黄铜球的单颗粒注入实验、双颗粒注入实验以及相同载荷、不同滑动速度的轴承钢-黄铜滑动摩擦磨损实验,对摩擦因数、静电感应信号、静电信号均方根值进行相关性分析。研究结果表明:全流量在线磨粒静电传感器具有较好的检测一致性;静电监测方法对黄铜的监测能力强于对轴承钢的监测能力;摩擦因数与静电监测信号具有相关性,在磨损阶段,静电感应信号出现脉冲尖峰与持续上升。     

新型磨损区域静电传感器特性参数研究

磨损区域静电传感器常用于航空器关键部件磨损的在线监测。为了对该新型传感器的监测性能进行研究,建立了棒状磨损区域静电传感器的数学模型及其性能测试平台,对传感器的空间灵敏度、工作效率、有效视场等特性参数进行了仿真计算和测试。结果表明：空间灵敏度随着探极感应面半径的增大而增大;工作效率随着径距比的增大而增大;工作效率的仿真值与测试值的变化趋势一致,证明了所建磨损区域静电传感器数学模型的正确性;有效视场随着探极感应面半径的增大而增大。研究结果对新型磨损区域静电传感器的设计优化及其应用具有重要的指导意义。     

基于民航发动机状态数据的涡轮叶片剩余寿命评估

针对民航发动机的特点,提出一种基于涡轮叶片外场故障数据及快速存取记录器(Quick access recorder, QAR)历史数据的涡轮叶片剩余寿命评估方法。从发动机QAR数据中提取涡轮叶片使用载荷谱,进而借助寿命损耗模型估算涡轮叶片的累积损伤量,并进一步评估涡轮叶片的剩余寿命。以涡轮叶片的蠕变损伤失效模式为例验证方法的可行性,方法可推广应用于热机械疲劳以及疲劳-蠕变交互作用失效模式下的涡轮叶片剩余寿命估计问题,为有限信息条件下外场发动机涡轮叶片的寿命评估提供了一种可行的工程方法,可为民航发动机在翼寿命评估及送修方案的制定提供决策支持。     

涡喷发动机气路滑油泄漏故障在线监测研究

描述了关于气路滑油泄漏故障监测的探索性研究,利用静电感应技术首次实现了对该类故障的在线监测,获取了实测的故障信号.采用自适应提升小波方法得到了第102阶段(正常状态)和第106阶段(故障状态)的2层细节信号、逼近信号,经过对比分析发现二者在细节信号最大幅值以及局部波形上存在着较大差异;根据统计分析方法及Hilbert方法提取了静电信号(电压信号)时域特征参数、频域特征,并将静电信号(电压信号)转化为电荷信号后进一步提取出活动率水平、正(负)事件率等参数,总结了可用于气路滑油泄漏故障判别的故障特征.研究结果表明利用静电感应技术可以实现在线监测发动机气路滑油泄漏故障,该研究是基于静电感应的气路状态监测及故障诊断技术的重要组成部分,并为实现仪器产品化奠定了基础.     

静电传感器结构参数与空间特性仿真分析

针对目前用于摩擦磨损在线监测的静电传感器结构尺寸参数与对应性能难以确定的问题,通过理论模型仿真,综合分析比较并得到了磨损区域和润滑油路静电传感器的结构参数及空间特性的变化规律.根据静电监测的感应原理及不同的应用场景,基于两类典型静电传感器的数学模型,分别进行理论仿真;以传感器空间灵敏度参数为核心,通过传感器结构尺寸参数的变化,得到了多个不同静电传感器的三维空间分布规律;进一步对比其理论效率与探极尺寸比之间的关系,结果表明,两类静电传感器在具有不同的空间灵敏度分布规律的同时具有相似的理论效率变化规律.     

基于图论模型的故障诊断方法研究进展综述

基于图论模型的故障诊断方法已被广泛应用于解决复杂系统的故障诊断问题。根据图论模型的建模思想、模型表达、推理方法,对现有的主要图论模型进行了分类。对目前图论模型的研究现状、研究成果以及存在的优缺点进行了综述,并通过分析国内外基于图论模型故障诊断方法在实际工程应用中存在的不足,提出了一些解决问题的思路。最后阐述了该类方法的发展趋势。     

气路静电监测技术在涡喷发动机试车中的应用

将气路静电监测技术应用于涡喷发动机状态监控。在利用静电电压信号计算电荷信号的过程中,利用最小二乘法解决了电荷信号存在漂移趋势的问题。分析了试车过程中电荷信号及其特征参数,表明航空发动机燃烧室积碳故障能够引起静电信号特征参数出现异常变化。结合模糊数学理论并借鉴民航发动机故障图方法,建立了某型涡喷发动机试车过程中的分解决策模型,采用实际数据验证了该模型能在一定程度上解决试车过程中发动机存在的过分解和欠分解的工程实际问题。     

基于ANSYS的润滑油路静电传感器建模与仿真特性分析北大核心CSCD

静电传感器的感应与监测性能与其特性参数相关,利用理论方法进行数学建模与计算是一种较有效的方法,但模型构建的难度较大。因此,采用基于有限元的建模和仿真研究方法,该方法可以对润滑油路静电传感器结构材质进行设定且无须通过复杂的理论公式推导。仿真结果表明:空间灵敏度在探极感应面中心区域内变化较明显;传感器效率随探极长度与直径比值增大而增大。仿真结果与理论模型计算结果变化趋势相一致,且更精确直观,对后续使用有限元方法研究结构更复杂的静电传感器的性能提供参考。     

民机引气系统快速存取记录器数据健康监测方法

状态监控与健康管理技术是国产民机运营支持亟待突破的关键技术,以民机引气系统为对象,设计实现了基于快速存取记录器(Quick access recorder,QAR)数据的民机引气系统健康监测方法,提出引气系统故障检测算法。根据引气系统原理和工况从QAR解码数据中提取高压级和低压级调压对应的监测数据。引入准确度、虚警率和漏警率指标优化指数加权滑动平均(Exponentially weighted moving average,EWMA)控制图方法,根据优化指标确定控制图的关键参数EWMA的平滑系数、构成检测样本的监测数据点数量和EWMA的控制限系数。借助航空公司收集的实际数据对方法进行验证,结果表明,与当前航空公司现行方法相比,提出的方法可降低故障预警的虚警率、提高准确度,提前故障发现时间,为航空公司合理安排飞机维修计划、减少飞机停场时间提供支持。     

使用条件对民航发动机涡轮叶片蠕变寿命的影响分析

发动机使用条件及自身健康状况对涡轮叶片的实际使用寿命有重要影响。以民航发动机为对象,借助发动机性能仿真模型和拉森-米勒蠕变寿命预测模型,研究了发动机性能退化、大气温度变化以及减推力起飞对涡轮叶片蠕变寿命的影响。通过仿真实验研究发现：发动机性能衰退加速了涡轮叶片的寿命损耗,压气机效率损失3%即可导致涡轮叶片蠕变寿命减少80%;随大气温度的升高,涡轮叶片蠕变寿命呈指数规律递减;减推力起飞对涡轮叶片延寿效果比较明显,但随着推力的进一步减小,对涡轮叶片的延寿效果却不再显著。