嵌入式的航空發(fā)動機監(jiān)控模塊設計

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 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

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的不斷發(fā)展和提升,我國在航空航天的相關技術上有了非常大的突破.在航空航天生產(chǎn)加工技術中,尤其是大型薄壁部件的加工過程中,化學銑特種加工技術就被廣泛的應用和推廣,化學銑技術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的不斷發(fā)展和提升,我國在航空航天的相關技術上有了非常大的突破.在航空航天生產(chǎn)加工技術中,尤其是大型薄壁部件的加工過程中,化學銑特種加工技術就被廣泛的應用和推廣,化學銑技術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)動機設計集成技術

通過對系統(tǒng)工程方法論核心思想的分析,結合航空發(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.

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。通過建立通用試驗模型為軟件設計建起了基本框架,引入試驗模板的概念,對每項試驗建立特定的試驗模板,因為試驗模板定義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的要求。采用模塊化設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果的影響,同時詳細分析了三種公差求解方法的應用特點。

敘述了知識工程(kbe)的概念和關鍵技術,介紹了kbe技術的開發(fā)工具和系統(tǒng)架構方案,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。

為了提高航空發(fā)動機支架結構的設計質(zhì)量,為發(fā)動機的正常工作提供穩(wěn)固的支撐,就需要對支架結構進行拓撲設計分析,進而不斷優(yōu)化支架結構。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,對于從事相關工作的技術人員具有一定的借鑒意義。

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,結果表明,該軟件在航空發(fā)動機的設計中應用前景良好。

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力分布規(guī)律以及對加工和裝配誤差的敏感性。研究結果表明:圓弧型榫齒面能夠明顯改善接觸表面擠壓應力的分布,大大降低擠壓應力的峰值,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。在上述研究結果的基礎上,對圓弧型榫頭型面如何進行優(yōu)化設計進行了深入研究,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)化設計方法,降低了計算工作量,達到了工程化的目的,并設計出了某型發(fā)動機圓弧型榫頭型面。研究結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,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)的廣泛應用和網(wǎng)絡技術的發(fā)展,工控設備、信息家電等嵌入式系統(tǒng)的越來越要求將大量的非網(wǎng)絡設備接入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,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的設備監(jiān)控功能,有一定的實用價值。

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。

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性能等特點,被廣泛應用于航空航天領域特別是航空發(fā)動機中,高溫鈦合金應用在航空發(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)控模塊的構成設計和實現(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備系統(tǒng)。

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。

介紹一種對嵌入式系統(tǒng)電源進行監(jiān)控管理的應用方案,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果表明,該算法可以有效地識別發(fā)動機的振動故障。

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