《航空发动机视情维修管理中的寿命预测技术》:
作为飞机“心脏”的民航发动机的制造水平往往代表着当代最前沿的高新技术水平。面对这一高度集成的复杂系统,如何提高民航发动机运行可靠性、安全性和维修经济性正成为航空公司、发动机制造商和维修厂家共同关注的焦点问题。由于新材料、新技术的不断出现,不允许反复对发动机进行长周期、高费用的试验,且航空发动机系统结构越来越复杂,如果不解决可靠性问题,系统功能就失去了意义,这就需要将可靠性分析贯穿于研制、使用和维修的全过程。
在可靠性理论中,将产品丧失规定功能的现象称为失效,产品失效通常是由外部环境、工作条件以及产品内在的失效机理共同作用的结果,这通常是一个非常复杂的变化过程。根据文献[4],大致可以将产品的失效机理分为两大类:①过应力机理,②耗损型机理。对于第一种,如果应力低于产品的强度,则对产品不会造成影响,如果应力超过产品所能承受的强度,则产品便会发生失效;对于第二种,在产品的使用过程中,应力会对产品造成一定的损伤,而且损伤会随着使用时间逐渐累积,最终导致产品功能逐渐退化,或结构、内部材料等抗应力强度发生退化,当其强度或功能退化到极限程度时,产品便会发生失效。
通过以上介绍可知,由于发动机是复杂大系统,其失效是由多种失效模式相互竞争的结果。在发动机的使用过程中,在某一时刻的某一瞬间,有可能其功能突然完全丧失,如外来物损伤、材料断裂等;也有可能随时间的延长其功能会逐渐缓慢下降,直至无法正常运行的状态,如排气温度升高超过警戒值、滑油泄漏、高压转子转速偏高等。
而目前可靠性分析方法还是以传统可靠性分析理论为主,都是通过大量试验得到系统或部件的失效数据,然后利用统计判断准则,选择最合适的寿命概率分布模型(主要是正态、对数正态、威布尔、指数等传统寿命分布),最后通过部件寿命分布模型和系统可靠性结构模型,得到产品的可靠性。而且其分析是基于大量失效数据的基础上,其分析结果反映的是在给定条件下总体的“平均属性”。另外,在分析过程中,没有区分不同的失效机理,不注重使用过程中产品的微观变化,假定产品只具有两种状态:正常、失效,不管其是否具有容错能力,产品的正常与失效状态之间都具有明显的界限划分,产品“非好即坏”,没有充分利用产品失效前的相关信息。
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