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时间:2011-02-10 16:03来源:蓝天飞行翻译 作者:admin
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%&加速试车方法
航空发动机加速任务试车中可以采用不同的加速任务试车的依据,其中包括制定加速试车程序的静力方法、耐久性方法和采用按时间预测的等效原则。(’)静力方法
静力方法用于评定交变工作状态下发动机的可靠性。发动机某一状态下的可靠性取决于它的寿命消耗,而与其寿命无关。加速试车中按寿命的静力方法来确定加速任务试车的状态有一定优点,先决条件是要有大量的一般性的故障类型。实际上寿命的静力方法本身就综合了故障发生的物理过程,故障发生位置,并要求有大量的故障发生区间内的信息。这些故障应是比较重大的,在外场使用中很少发生的。因此,静力方法广泛用于加速任务试车程序编制的强度方法中。
静力方法应分析寿命耗尽的影响因素并确定载荷与可靠性的相互关系。减缩持久试车就是保证排除对寿命损耗影响较小的状态,增加对限制目标发动机的寿命零件影响较大的状态工作时间。
(%)耐久性方法
在耐久性基础上,发动机加速任务试车程序编制的主要特点是:
"增加大状态工作时间。
工作转速区间的工作时间呈阶梯状。
有足够的过渡状态,如从起飞到着陆状态、加速状态、在起飞和慢车状态逐步减小气流的过程、反推力状态和在慢车状态油门杆的移动。考虑到长时间工作时其损伤与持久强度有关,因此在加速及持久试车中应把最薄弱部件(通常为第一级涡轮工作叶片)作为等效的强度储备。通常,加速任务试车在最恶劣的条件下进行,如起飞状态,持久试车按下列公式给定:
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式中,  ———加速任务试车时间: " ———试车程序中起飞持续时间: " ———起飞工况下叶片强度储备;  ———第 种工况下的叶片强度储备, %",&,.,’: ( ———表示温度 )时材料持久强度“应力—时间”的关系式中的指数:
"("  %常数;
(" —
—起飞状态的 (值,( %(",(&,.。

工作转速段内的阶梯工作时间是为了考查发动机承受交变载荷的能力。最大应力通常发生在共振状态下。由于一般情况下各阶梯间转速相差不应大于 "*+(叶片及其他零件的绝对转速差值在 ,+ -"*+)。每一个台阶的工作时间应保证达到持久极限,即满足(" -&). "*/个循环。
加速任务试车还应考虑: 为暴露低循环疲劳和热疲劳强度诱发的故障,在加速任务试车时要考虑加入在外场使用中会遇到的某些不稳定状态。 制定加速任务试车程序时,还要考虑具体的发动机外场飞行条件,如飞行速度、飞行高度、航程及大气条件等。
%加速任务试车只是暴露发动机某些部件的强度不足,没有考虑到材料老化及磨损等因素对寿命的影响,因为发动机部件及装置并不总是在最恶劣条件下发生故障的,而是经常与材料老化和磨损有关。加速试车经验表明,对于确定某些部件寿命的可能存在的缺陷,如轴承、齿轮、附件及其他一些装置,加速任务试车还有一定的限制和不足。
&按时间编制的试车方法,是建立在对损伤累积过程的规律或是对该累积过程的初始阶段的故障做出正确评定的基础之上的。
(0)预测方法在寿命损伤的初始阶段,对表征可靠性的参数的变化速率应进行分析,通过时间上外
插的办法可以预测监测区间内参数的变化,直至得到极值。采用预测方法有以下前提: 假定上述试车中已知分析项目对参数变化的依赖程度和它在工作时间内的分布。 在整个参数变化过程中,这种关系一直保持到能得到它们的极限值。 %从过程形成开始至达到极限值为止的整个过程中,表征参数在工作时间内变化情况
的函数是单调的,且一阶可导。 &对参数变化的统计分析要求具有大量的试验数据和资料。如果持久试车的时间占发动机寿命的百分比不低于 1*+ -2*+,则持久试车在时间上
的外插可以保证可靠性评估有足够的精度,并且能提高试车周期。在时间上外插方法可用于对寿命参数变化的定性评估,这种参数变化特性可以很好地应用于模拟条件下,相似目标参数变化特性的评估以及有足够依据的发动机工作过程的数学模型的评估。
加速任务试车的研究和实践表明: 预测方法不能完全保证所有主要零部件加速和持久试车的等效性,不可避免地降低加速任务试车方法可靠性验证的可信度。 •"*3*•
 
加速任务试车的拟定在不考虑外场使用过程中空气环境差异时,可以对一种典型的
持久试车方案进行定性分析。 "选择加速任务试车目标和状态最佳值的基础是建立发动机部件寿命损伤模型。 由于加速任务试车没有考虑试车与发动机的设计、加工、批生产、投入使用和维修的
联系,从而不可避免地降低了寿命试车的效率。 已有的加速任务试车方法还不能完全有效地评定发动机最终的可靠性问题,因此,不断改进加速任务试车仍是十分迫切的问题。
四、加速任务试车程序的确定
加速任务试车能暴露与发动机结构耐久性有关的大部分故障,如应力断裂、蠕变、低循环疲劳、高循环疲劳和某些与侵蚀及磨损有关的故障,但是并不能包括所有的故障损伤形式,特别是影响某些零部件(轴承)寿命的因素,如发动机总运转时间和机动飞行载荷(包括惯性力和陀螺力矩)等因素。在地面台架试车中这些条件是难以完全模拟的。发动机附件和控制部件的寿命主要与发动机总运转时间有关,一般是由台架试验来进行设计验证的。整机加速任务试车着重于考核发动机的热端部件,对于冷端除在整机试验中考核外,还可以通过部件考核试验来验证。此外,关于侵蚀、外物击伤、腐蚀和季节性影响等要用专门模拟环境试验来考核。
研究和制定试车任务循环时,首先必须弄清考核对象及其主要的故障模式,加速试车
中的相应试验手段。其次,必须了解实际的使用任务。 "影响因素影响发动机耐久性的因素很复杂,各个零件工作不同、损坏形式也不同,其主要零部件
 
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