FWS9航空发动机寿命监视系统的设计与开发

【类型】学位论文

【作者】赵国庆 

【关键词】 航空发动机 循环寿命 雨流计数法 单片机

【摘要】标准循环是表征发动机寿命消耗更准确、更科学的参数。本文所研究的寿命监视系统，配套于FWS9飞机发动机，是用于记录发动机在使用过程中低循环疲劳寿命消耗的仪器。通过记录发动机的高、低压转速及发动机工作时间，通过线性损伤理论、古德曼曲线等折合成标准循环数来显示发动机的寿命消耗，实现了我国航空涡扇发动机寿命管理体制上的新突破。进一步提高FWS9发动机在歼轰七飞机上使用过程中的寿命管理，为使用和维修提供参考依据，达到合理安排备件，提高发动机效费比的目的。本文以低压3级压气机盘和高压1级压气机盘作为计算零件建立了循环数采集与数据处理模型，并对系统硬件和软件进行了设计与开发。通过峰谷值检测、无效幅值去除和雨流计数法计数，可得到每一次飞行参数的有效峰谷值、幅值和LCF循环数记录，为发动机关键件使用寿命计算提供直接数据来源。选用C8051F系列单片机作为中央处理单元，在Cygnal的集成开发环境下采用Keil C51编程语言，模块化程序设计，实现了循环数采集记录以及与普通计算机的通信。其关键技术，关于循环载荷的雨流计数方法，在理论和实践上实现了新的突破。本文所研究的系统，通过将台架试车时的剖面处理结果与手工计算的结果进行对比对系统的准确性进行了评估，证明其计算结果达到了预期效果，误差不超过±1%。该系统基本具备了飞行数据实时压缩处理、转速（应力）循环提取、使用寿命消耗计算以及数据查询、处理、分析等功能。能够准确地采集到发动机部件的耗损循环数，具有一定的军事和经济价值。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】西安交通大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】陈富民，刘成

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