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(xué)教授,博士生導(dǎo)師? 第27卷第5期 2006年5月 東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) journalofnortheasternuniversity(naturalscience) vol127,no.5 may2006 文章編號:100523026(2006)0520485204 航空發(fā)動機渦輪設(shè)計集成技術(shù) 王成恩,劉　震 (東北大學(xué)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(shè)計需要大量的計算軟件

航空發(fā)動機維修是一個具有高動態(tài)性和高復(fù)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。

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(xué)銑特種加工技術(shù)就被廣泛的應(yīng)用和推廣,化學(xué)銑技術(shù)雖然在我國的航空航天加工制作過程中廣泛應(yīng)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(xué)銑特種加工技術(shù)就被廣泛的應(yīng)用和推廣,化學(xué)銑技術(shù)雖然在我國的航空航天加工制作過程中廣泛應(yīng)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.

基于知識的航空發(fā)動機設(shè)計集成技術(shù)

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(shè)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.

針對目前航空發(fā)動機試車測試軟件只能適用于特定型號發(fā)動機的特點,設(shè)計開發(fā)了航空發(fā)動機通用試車測試軟件。通過建立通用試驗?zāi)Ｐ蜑檐浖O(shè)計建起了基本框架,引入試驗?zāi)０宓母拍?對每項試驗建立特定的試驗?zāi)０?因為試驗?zāi)０宥x的靈活性使軟件能夠適用于多種型號發(fā)動機和多樣化試驗任務(wù)的要求。采用模塊化設(shè)計思想使得程序具備較強的可擴展性和使用靈活性。實踐表明,該軟件工作穩(wěn)定,操作簡單,能夠滿足試驗技術(shù)要求。

針對幾種典型的電嘴故障現(xiàn)象進行了詳細的分析,提出了可行的排故方法。作為活塞式航空發(fā)動機點火系統(tǒng)的重要部件之一,電嘴的主要作用

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(shè)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(yīng)用特點。

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(yīng)用clips和ug/openapi進行開發(fā)航空發(fā)動機葉片的設(shè)計系統(tǒng)為例,詳細論述了實現(xiàn)方法和過程。

為了提高航空發(fā)動機支架結(jié)構(gòu)的設(shè)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(shè)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(chǔ)上,進一步討論了發(fā)動機支架的拓撲優(yōu)化,并對設(shè)計方案進行了對比分析,進而優(yōu)選最佳的設(shè)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。

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

通過有限元計算,對比分析了圓弧型與平面型榫齒面接觸應(yīng)力分布規(guī)律以及對加工和裝配誤差的敏感性。研究結(jié)果表明:圓弧型榫齒面能夠明顯改善接觸表面擠壓應(yīng)力的分布,大大降低擠壓應(yīng)力的峰值,從而有效提高抗微動疲勞能力。此外圓弧型榫齒型面的榫頭對加工偏差、安裝狀態(tài)變化不敏感,具有魯棒性特征。在上述研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,對圓弧型榫頭型面如何進行優(yōu)化設(shè)計進行了深入研究,提出了采用二維建模進行優(yōu)化,在三維模型上進行驗證的優(yōu)化設(shè)計方法,降低了計算工作量,達到了工程化的目的,并設(shè)計出了某型發(fā)動機圓弧型榫頭型面。研究結(jié)果表明該方法合理有效。

介紹了一套基于arm平臺和uclinux操作系統(tǒng)遠程配置模塊的設(shè)計過程。系統(tǒng)主控微處理器選用了三星公司的s3c44b0x芯片,并根據(jù)需要擴展flash和sdram存儲器、以太網(wǎng)等硬件模塊。軟件上采用c/s架構(gòu),由通信程序、驅(qū)動程序、控制程序等部分組成。通過測試,系統(tǒng)實現(xiàn)了局域以太網(wǎng)的接入,比較好的完成基于internet的設(shè)備監(jiān)控功能,有一定的實用價值。

隨著嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,工控設(shè)備、信息家電等嵌入式系統(tǒng)的越來越要求將大量的非網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接入internet。介紹了一套基于arm平臺和uclinux操作系統(tǒng)遠程配置模塊的設(shè)計過程。系統(tǒng)主控微處理器選用了三星公司的s3c44b0x芯片,并根據(jù)需要擴展flash和sdram存儲器、以太網(wǎng)等硬件模塊。軟件上采用c/s架構(gòu),由通信程序、驅(qū)動程序、控制程序等部分組成。通過測試,系統(tǒng)實現(xiàn)了局域以太網(wǎng)的接入,能過較好的完成基于internet的設(shè)備監(jiān)控功能,有一定的實用價值。

區(qū)塊鏈是當(dāng)下被談?wù)摰米疃嘁彩亲顭衢T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(wù)流程、降低運營成本,有著較為廣闊的應(yīng)用前景。區(qū)塊鏈技術(shù)在航空發(fā)動機的制造過程、供應(yīng)鏈管理及售后服務(wù)中的應(yīng)用值得期待。

高溫鈦合金具有密度低、比強度高、耐腐蝕能力強、無磁性及良好的高溫力學(xué)性能等特點,被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域特別是航空發(fā)動機中,高溫鈦合金應(yīng)用在航空發(fā)動機中可以有效提高發(fā)動機的推重比,已經(jīng)成為航空發(fā)動機構(gòu)件不可或缺的組成材料。文章綜述了高溫鈦合金的氧化特性、疲勞特性、蠕變特性及其在航空發(fā)動機上的應(yīng)用,最后對我國更好地發(fā)展高溫鈦合金提出一些建議。

對通用監(jiān)控模塊的構(gòu)成設(shè)計和實現(xiàn)方法進行了闡述。該模塊不僅能對中小型儀器進行檢測和分析,同時還能診斷和在線檢測大型設(shè)備系統(tǒng)。

海軍用航空發(fā)動機工作環(huán)境相當(dāng)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?zé)岣g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(yīng)用及發(fā)展前景。

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(yīng)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(yīng)用價值.

介紹一種對嵌入式系統(tǒng)電源進行監(jiān)控管理的應(yīng)用方案,并給出此方案的具體硬件實現(xiàn)。選用新型的電源監(jiān)控器件adm1184,充分利用該器件高穩(wěn)定性、寬精度范圍等特點,實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)中對供電模塊的實時監(jiān)控和過壓保護功能,為嵌入式系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供可靠保證。

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(fù)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(xùn)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。