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時間:2011-02-10 16:03來源:藍天飛行翻譯 作者:admin
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%&加速試車方法
航空發動機加速任務試車中可以采用不同的加速任務試車的依據,其中包括制定加速試車程序的靜力方法、耐久性方法和采用按時間預測的等效原則。(’)靜力方法
靜力方法用于評定交變工作狀態下發動機的可靠性。發動機某一狀態下的可靠性取決于它的壽命消耗,而與其壽命無關。加速試車中按壽命的靜力方法來確定加速任務試車的狀態有一定優點,先決條件是要有大量的一般性的故障類型。實際上壽命的靜力方法本身就綜合了故障發生的物理過程,故障發生位置,并要求有大量的故障發生區間內的信息。這些故障應是比較重大的,在外場使用中很少發生的。因此,靜力方法廣泛用于加速任務試車程序編制的強度方法中。
靜力方法應分析壽命耗盡的影響因素并確定載荷與可靠性的相互關系。減縮持久試車就是保證排除對壽命損耗影響較小的狀態,增加對限制目標發動機的壽命零件影響較大的狀態工作時間。
(%)耐久性方法
在耐久性基礎上,發動機加速任務試車程序編制的主要特點是:
"增加大狀態工作時間。
工作轉速區間的工作時間呈階梯狀。
有足夠的過渡狀態,如從起飛到著陸狀態、加速狀態、在起飛和慢車狀態逐步減小氣流的過程、反推力狀態和在慢車狀態油門桿的移動。考慮到長時間工作時其損傷與持久強度有關,因此在加速及持久試車中應把最薄弱部件(通常為第一級渦輪工作葉片)作為等效的強度儲備。通常,加速任務試車在最惡劣的條件下進行,如起飛狀態,持久試車按下列公式給定:
’ ’ ’/’
++++

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式中,  ———加速任務試車時間: " ———試車程序中起飛持續時間: " ———起飛工況下葉片強度儲備;  ———第 種工況下的葉片強度儲備, %",&,.,’: ( ———表示溫度 )時材料持久強度“應力—時間”的關系式中的指數:
"("  %常數;
(" —
—起飛狀態的 (值,( %(",(&,.。

工作轉速段內的階梯工作時間是為了考查發動機承受交變載荷的能力。最大應力通常發生在共振狀態下。由于一般情況下各階梯間轉速相差不應大于 "*+(葉片及其他零件的絕對轉速差值在 ,+ -"*+)。每一個臺階的工作時間應保證達到持久極限,即滿足(" -&). "*/個循環。
加速任務試車還應考慮: 為暴露低循環疲勞和熱疲勞強度誘發的故障,在加速任務試車時要考慮加入在外場使用中會遇到的某些不穩定狀態。 制定加速任務試車程序時,還要考慮具體的發動機外場飛行條件,如飛行速度、飛行高度、航程及大氣條件等。
%加速任務試車只是暴露發動機某些部件的強度不足,沒有考慮到材料老化及磨損等因素對壽命的影響,因為發動機部件及裝置并不總是在最惡劣條件下發生故障的,而是經常與材料老化和磨損有關。加速試車經驗表明,對于確定某些部件壽命的可能存在的缺陷,如軸承、齒輪、附件及其他一些裝置,加速任務試車還有一定的限制和不足。
&按時間編制的試車方法,是建立在對損傷累積過程的規律或是對該累積過程的初始階段的故障做出正確評定的基礎之上的。
(0)預測方法在壽命損傷的初始階段,對表征可靠性的參數的變化速率應進行分析,通過時間上外
插的辦法可以預測監測區間內參數的變化,直至得到極值。采用預測方法有以下前提: 假定上述試車中已知分析項目對參數變化的依賴程度和它在工作時間內的分布。 在整個參數變化過程中,這種關系一直保持到能得到它們的極限值。 %從過程形成開始至達到極限值為止的整個過程中,表征參數在工作時間內變化情況
的函數是單調的,且一階可導。 &對參數變化的統計分析要求具有大量的試驗數據和資料。如果持久試車的時間占發動機壽命的百分比不低于 1*+ -2*+,則持久試車在時間上
的外插可以保證可靠性評估有足夠的精度,并且能提高試車周期。在時間上外插方法可用于對壽命參數變化的定性評估,這種參數變化特性可以很好地應用于模擬條件下,相似目標參數變化特性的評估以及有足夠依據的發動機工作過程的數學模型的評估。
加速任務試車的研究和實踐表明: 預測方法不能完全保證所有主要零部件加速和持久試車的等效性,不可避免地降低加速任務試車方法可靠性驗證的可信度。 •"*3*•
 
加速任務試車的擬定在不考慮外場使用過程中空氣環境差異時,可以對一種典型的
持久試車方案進行定性分析。 "選擇加速任務試車目標和狀態最佳值的基礎是建立發動機部件壽命損傷模型。 由于加速任務試車沒有考慮試車與發動機的設計、加工、批生產、投入使用和維修的
聯系,從而不可避免地降低了壽命試車的效率。 已有的加速任務試車方法還不能完全有效地評定發動機最終的可靠性問題,因此,不斷改進加速任務試車仍是十分迫切的問題。
四、加速任務試車程序的確定
加速任務試車能暴露與發動機結構耐久性有關的大部分故障,如應力斷裂、蠕變、低循環疲勞、高循環疲勞和某些與侵蝕及磨損有關的故障,但是并不能包括所有的故障損傷形式,特別是影響某些零部件(軸承)壽命的因素,如發動機總運轉時間和機動飛行載荷(包括慣性力和陀螺力矩)等因素。在地面臺架試車中這些條件是難以完全模擬的。發動機附件和控制部件的壽命主要與發動機總運轉時間有關,一般是由臺架試驗來進行設計驗證的。整機加速任務試車著重于考核發動機的熱端部件,對于冷端除在整機試驗中考核外,還可以通過部件考核試驗來驗證。此外,關于侵蝕、外物擊傷、腐蝕和季節性影響等要用專門模擬環境試驗來考核。
研究和制定試車任務循環時,首先必須弄清考核對象及其主要的故障模式,加速試車
中的相應試驗手段。其次,必須了解實際的使用任務。 "影響因素影響發動機耐久性的因素很復雜,各個零件工作不同、損壞形式也不同,其主要零部件
 
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