敘述了知識工程(kbe)的概念和關(guān)鍵技術(shù),介紹了kbe技術(shù)的開發(fā)工具和系統(tǒng)架構(gòu)方案,并以綜合應用clips和ug/openapi進行開發(fā)航空發(fā)動機葉片的設計系統(tǒng)為例,詳細論述了實現(xiàn)方法和過程。

區(qū)塊鏈是當下被談論得最多也是最熱門的話題之一。區(qū)塊鏈的優(yōu)勢在于提升協(xié)同效率、優(yōu)化業(yè)務流程、降低運營成本,有著較為廣闊的應用前景。區(qū)塊鏈技術(shù)在航空發(fā)動機的制造過程、供應鏈管理及售后服務中的應用值得期待。

收稿日期:2005206220 基金項目:教育部新世紀優(yōu)秀人才計劃項目(ncet20420281);國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃項目(2002aa414420)? 作者簡介:王成恩(1964-),男,黑龍江雞西人,東北大學教授,博士生導師? 第27卷第5期 2006年5月 東北大學學報(自然科學版) journalofnortheasternuniversity(naturalscience) vol127,no.5 may2006 文章編號:100523026(2006)0520485204 航空發(fā)動機渦輪設計集成技術(shù) 王成恩,劉　震 (東北大學教育部暨遼寧省流程工業(yè)綜合自動化重點實驗室,遼寧沈陽　110004) 摘　　　要:航空發(fā)動機設計需要大量的計算軟件

大量的試驗和小批量生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn),常規(guī)的焊接方法如手工氬弧焊、火焰釬焊等在焊接管路時常會出現(xiàn)焊偏、凹陷等缺陷.闡述自動環(huán)焊機在航空發(fā)動機管路環(huán)縫焊接的應用,確定了不同規(guī)格管路的焊接參數(shù).環(huán)焊焊接過程及焊接結(jié)果證明,自動環(huán)焊與手工氬弧焊、火焰釬焊相比具有更好的焊縫形貌,形狀較為規(guī)則,參數(shù)和焊接過程的可控性高,生產(chǎn)效率高,具有較高的應用價值.

簡要介紹了公差傳遞模型及求解方法,針對航空發(fā)動機整機尺寸鏈設計特點,詳細介紹了某型發(fā)動機典型徑向跳動、徑向及軸向間隙分析過程及結(jié)果。通過考慮尺寸公差、形位公差、周向定位三種不同維度比較對結(jié)果的影響,同時詳細分析了三種公差求解方法的應用特點。

航空發(fā)動機振動信號包含了多種振源的振動信號和大量的噪聲分量。通過對其進行hilbert-huang變換,將復雜信號分解為代表不同物理意義的單分量固有模態(tài)函數(shù)(intrinsicmodefunctions,imf),然后對每一個imf子帶信號提取基于能量加權(quán)的廣義粗糙度特征實現(xiàn)對振動信號的描述。最后將上述特征送入svm分類器進行訓練,根據(jù)分類器的輸出結(jié)果確定航空發(fā)動機的工作狀態(tài)和故障類型。通過對實測航空發(fā)動機試車時得到的振動信號的實驗分析結(jié)果表明,該算法可以有效地識別發(fā)動機的振動故障。

在介紹solidworks軟件的基礎上,詳細分析了其在航空發(fā)動機及其主要零部件的設計、性能分析和加工各階段的應用情況,結(jié)果表明,該軟件在航空發(fā)動機的設計中應用前景良好。

隨著我國航空航天技術(shù)的不斷發(fā)展和提升,我國在航空航天的相關(guān)技術(shù)上有了非常大的突破.在航空航天生產(chǎn)加工技術(shù)中,尤其是大型薄壁部件的加工過程中,化學銑特種加工技術(shù)就被廣泛的應用和推廣,化學銑技術(shù)雖然在我國的航空航天加工制作過程中廣泛應用,但是這項加工技術(shù)還沒有完全成熟.因此需要我們在實際的工作中給予不斷的完善和升級.

隨著我國航空航天技術(shù)的不斷發(fā)展和提升,我國在航空航天的相關(guān)技術(shù)上有了非常大的突破.在航空航天生產(chǎn)加工技術(shù)中,尤其是大型薄壁部件的加工過程中,化學銑特種加工技術(shù)就被廣泛的應用和推廣,化學銑技術(shù)雖然在我國的航空航天加工制作過程中廣泛應用,但是這項加工技術(shù)還沒有完全成熟.因此需要我們在實際的工作中給予不斷的完善和升級.

海軍用航空發(fā)動機工作環(huán)境相當惡劣,其熱端部件極易受到腐蝕,在渦輪葉片噴涂陶瓷涂層可以有效解決這一問題。本文通過試驗驗證的方法,分析了陶瓷涂層的抗高溫氧化、抗高溫熱腐蝕和抗熱震性能,以及介紹了陶瓷涂層在航空發(fā)動機上的應用及發(fā)展前景。

航空發(fā)動機維修是一個具有高動態(tài)性和高復雜度的商業(yè)領(lǐng)域。本文采用多agent方法對航空發(fā)動機維修進行調(diào)度仿真。本系統(tǒng)可對等待維修的飛機數(shù)量、周轉(zhuǎn)時間和維修生產(chǎn)線利用率等關(guān)鍵指標進行分析,從而為航空發(fā)動機維修提供可靠的決策支持。同時,本系統(tǒng)以動態(tài)腳本的方式支持多種發(fā)動機可靠度估計算法,增加系統(tǒng)的可擴展度。最后,通過多個案例驗證本系統(tǒng)的有效性。

針對航空單級增壓泵在發(fā)動機低轉(zhuǎn)速下供油壓力不足的問題,給出了一種采用徑向串聯(lián)方式的兩級旋渦組合泵設計方法。該方法首先使用經(jīng)驗系數(shù)法對旋渦組合泵進行初步結(jié)構(gòu)參數(shù)設計。其次通過計算機數(shù)值模擬方法反復迭代優(yōu)化出旋渦組合泵的最終結(jié)構(gòu)參數(shù)。最后采用二次多項式擬合對兩級旋渦組合泵的流量-揚程性能進行了預測。仿真結(jié)果表明:所設計的兩級旋渦組合泵滿足設計要求,達到了預期設計指標。

海軍用航空發(fā)動機工作環(huán)境相當惡劣,其熱端部件極易受到腐蝕,在渦輪葉片噴涂陶瓷涂層可以有效解決這一問題。本文通過試驗驗證的方法,分析了陶瓷涂層的抗高溫氧化、抗高溫熱腐蝕和抗熱震性能,以及介紹了陶瓷涂層在航空發(fā)動機上的應用及發(fā)展前景。

針對發(fā)動機管路制造偏差和運動位移的補償要求,對金屬軟管在航空發(fā)動機上的應用進行研究。根據(jù)金屬軟管的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)尺寸、接口參數(shù)和位移補償,采用樣條曲線對軟管路徑進行擬合,并運用有限元求解變形后的路徑形狀的計算方法對金屬軟管的長度和補償工作條件下的曲率半徑進行了分析。結(jié)果表明:金屬軟管的管形變化可滿足發(fā)動機位移補償要求,并為金屬軟管在某型發(fā)動機上的應用提供依據(jù)。

通過對過去30多年來航空燃氣渦輪發(fā)動機性能計算機模擬技術(shù)研究的回顧,總結(jié)了發(fā)動機性能模擬技術(shù)的研究方法,分析了發(fā)動機模擬技術(shù)的現(xiàn)狀,提出了發(fā)動機計算機模擬技術(shù)的三個層次概念,并對目前國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)進行了總結(jié),提出以發(fā)動機仿真為目標的發(fā)動機性能仿真應是未來發(fā)展的方向;還以基于第二層次數(shù)學模型的某計算機模擬軟件為手段,通過對某型渦扇發(fā)動機設計參數(shù)的分析和發(fā)動機使用過程中各種影響因素的預測分析等,闡述了基于計算機模擬技術(shù)的航空燃氣渦輪發(fā)動機設計技術(shù),分析了計算機模擬技術(shù)在發(fā)動機設計中的應用。

針對脈沖噪聲和隨機噪聲對經(jīng)驗模式分解所產(chǎn)生的模式混疊和端點效應問題,提出了一種中值濾波-奇異值分解(medianfilter-singularvaluedecomposition,簡稱mf-svd)聯(lián)合降噪的優(yōu)化經(jīng)驗模式分解方法.利用中值濾波對脈沖噪聲的去除能力和svd對隨機噪聲的抑制能力,同時為了解決svd降噪中降噪階次難以確定的問題,提出了能量差分譜的概念改善了svd降噪能力.聯(lián)合中值濾波和改進后的svd降噪方法去除脈沖噪聲和隨機噪聲干擾,有效改善經(jīng)驗模式分解質(zhì)量.將該方法應用到航空發(fā)動機振動試飛數(shù)據(jù)分析中,很好地獲取了表征自由渦輪轉(zhuǎn)子和燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)子振動特征的數(shù)據(jù)分量,有效抑制了模式混疊和端點效應,驗證了優(yōu)化經(jīng)驗模式分解方法應用的有效性.

對航空發(fā)動機典型結(jié)構(gòu)件參數(shù)化設計中特征建模技術(shù)的應用進行了研究。介紹了特征建模技術(shù),分析了航空發(fā)動機典型結(jié)構(gòu)件的特征信息,提出了基本特征體素的概念,將其應用在參數(shù)化設計中,解決復雜結(jié)構(gòu)件的參數(shù)化問題。

基于知識的航空發(fā)動機設計集成技術(shù)

針對航空發(fā)動機地面試車記錄的試車數(shù)據(jù)缺乏宏觀監(jiān)控分析手段的問題,提出了將人工免疫原理應用于振動數(shù)據(jù)分析方法,定義了自我空間向量集,構(gòu)建了檢測器,實現(xiàn)對發(fā)動機振動狀況的判定,并經(jīng)實例進行驗證。驗證結(jié)果表明,該方法能夠較為準確地識別發(fā)動機的振動狀態(tài),提高振動監(jiān)測的有效性。

航空發(fā)動機數(shù)字電子控制系統(tǒng)（數(shù)控系統(tǒng)）是一個非常復雜的電子與機械式系統(tǒng)，其研制過程也是一項極其嚴謹?shù)南到y(tǒng)工程。通過研究iso／ts16949中五大質(zhì)量工具的輸入輸出，分析探討了五大質(zhì)量工具與航空發(fā)動機數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)流程的應用融合.結(jié)果表明在數(shù)控系統(tǒng)全生命周期的研制項目中采用五大質(zhì)量工具進行項目策劃和過程控制，可以更加有效地降低生產(chǎn)成本，促進對所需更改的早期識別，引導資源，增進客戶的滿意度．

為了提高航空發(fā)動機支架結(jié)構(gòu)的設計質(zhì)量,為發(fā)動機的正常工作提供穩(wěn)固的支撐,就需要對支架結(jié)構(gòu)進行拓撲設計分析,進而不斷優(yōu)化支架結(jié)構(gòu)。本文對拓撲優(yōu)化理論進行了一定的論述,在此基礎上,進一步討論了發(fā)動機支架的拓撲優(yōu)化,并對設計方案進行了對比分析,進而優(yōu)選最佳的設計方案,對于從事相關(guān)工作的技術(shù)人員具有一定的借鑒意義。

通過對系統(tǒng)工程方法論核心思想的分析,結(jié)合航空發(fā)動機研發(fā)流程的現(xiàn)狀與不足,分析設計了基于系統(tǒng)工程的航空發(fā)動機協(xié)同研制流程,為航空發(fā)動機全生命周期協(xié)同研制模式提供了參考.