民用航空发动机型号审定概念设计阶段风险模型

作者： 张弓   何歆   冯建文   甄博   来源： 航空动力学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 民用航空发动机   风险模型   型号审定   适航   概念设计阶段  

描述： 为了在审定项目概念设计阶段识别潜在风险并规划处理措施以提高审定效率,通过综合条款分类统计、符合性方法及实施风险、技术要点解析等方法建立了典型民用航空发动机概念设计阶段工作模型,并开发了条款工作状态信息表。模型在某型民用航空发动机型号审定的实施识别了278项潜在风险,并针对典型结构完整性条款从要求确定到设计实现各个过程的潜在风险进行了详细分析,验证了模型的有效性。

双重失效模式下民用航空发动机高压涡轮叶片报废特性与可靠性分析

作者： 刘政   谢立   张继君   龙长江   江宽   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 双重失效模式   报废率   失效分布   高压涡轮叶片   可靠性  

描述： ，得到了涡轮叶片失效分布与寿命期望的计算方法。基于大量涡轮叶片的观测数据，拟合出涡轮叶片按CSN计的失效分布，研究发现：某型民用航空发动机在成熟期内，第1级高压涡轮叶片失效规律服从指数分布，而第2级服从可靠性统计中不常见的指数-指数分布。

双重失效模式下民用航空发动机高压涡轮叶片报废特性与可靠性分析

作者： 刘政   谢立   张继君   龙长江   江宽   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 双重失效模式   报废率   失效分布   高压涡轮叶片   可靠性  

描述： ，得到了涡轮叶片失效分布与寿命期望的计算方法。基于大量涡轮叶片的观测数据，拟合出涡轮叶片按CSN计的失效分布，研究发现：某型民用航空发动机在成熟期内，第1级高压涡轮叶片失效规律服从指数分布，而第2级服从可靠性统计中不常见的指数-指数分布。

基于改进CLAHE的航空发动机导向叶片DR图像增强

作者： 冯雄博   陈曦   闵慧娜   吴伟   王树鹏   邬冠华   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 导向叶片   限制对比度自适应直方图均衡化(CLAHE)   图像增强   数字射线(DR)图像   微小缺陷  

描述： 为了解决航空发动机导向叶片数字射线（DR）检测图像信息动态范围大、对比度低、细节信息不明显，缺陷区域难以识别的问题，提出一种改进型限制对比度自适应直方图均衡化（CLAHE）算法。采用CLAHE增强导向叶片DR图像对比度，同时引入基于空间均值滤波器的Gaussian掩模处理，进行DR图像降噪，提取DR图像的低频信息；采用CLAHE增强的图像与提取的DR图像低频信息线性做差，突出DR图像的高频细节信息；与CLAHE增强的图像线性叠加，进一步提高了DR图像的对比度，实现导向叶片DR图像增强。依据图像基本空间分辨率（SRB）、信噪比（SNR）、灰度平均值对DR图像增强效果进行评价。结果表明:改进的CLAHE算法，可以同时将表征SRB的D13双丝线对应的调制深度值从49.17%提高到了56.08%,整体灰度平均值从32 400.66增加到了38 684.43,02号微小裂纹缺陷的SNR从14.10提升到了15.16。结果显示优化的CLAHE算法，相比自适应直方图均衡化（AHE）等4种经典的航空发动机导向叶片DR图像增强算法，不仅提高了平坦区域对比度，突显了边缘细节信息，而且有效提升了微小缺陷的视觉效果。

航空发动机主轴轴承状态监测研究现状与发展趋势

作者： 刘朋   王黎钦   张传伟   郑德志   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 失效模式   信息融合   状态监测   多传感器   航空发动机主轴轴承  

描述： 航空发动机主轴轴承承受着高温、高速、重载、贫油、断油等极端工况，其疲劳、磨损等失效问题严重影响发动机的可靠性。因此，对航空发动机主轴轴承的使用状态进行有效精确监测极为重要。对航空发动机主轴轴承工况特点、主要失效模式和失效机制进行了梳理；针对主轴轴承的状态监测方法和技术，总结并对比分析了现有主轴轴承振动、滑油状态、声音、声发射、温度等监测方法的优势与不足；讨论了基于多传感器信息融合的主轴轴承状态监测方法及技术特色。结果表明：主轴轴承的材料、结构特性等对传感器输出信号的影响，传感器结构的微型化、无线化，高效的多传感器信息融合与决策方法，以及物理模型与数字模型的数据交互将成为主轴轴承状态监测未来主要的研究方向。

基于改进CLAHE的航空发动机导向叶片DR图像增强

作者： 冯雄博   陈曦   闵慧娜   吴伟   王树鹏   邬冠华   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 导向叶片   限制对比度自适应直方图均衡化(CLAHE)   图像增强   数字射线(DR)图像   微小缺陷  

描述： 为了解决航空发动机导向叶片数字射线（DR）检测图像信息动态范围大、对比度低、细节信息不明显，缺陷区域难以识别的问题，提出一种改进型限制对比度自适应直方图均衡化（CLAHE）算法。采用CLAHE增强导向叶片DR图像对比度，同时引入基于空间均值滤波器的Gaussian掩模处理，进行DR图像降噪，提取DR图像的低频信息；采用CLAHE增强的图像与提取的DR图像低频信息线性做差，突出DR图像的高频细节信息；与CLAHE增强的图像线性叠加，进一步提高了DR图像的对比度，实现导向叶片DR图像增强。依据图像基本空间分辨率（SRB）、信噪比（SNR）、灰度平均值对DR图像增强效果进行评价。结果表明:改进的CLAHE算法，可以同时将表征SRB的D13双丝线对应的调制深度值从49.17%提高到了56.08%,整体灰度平均值从32 400.66增加到了38 684.43,02号微小裂纹缺陷的SNR从14.10提升到了15.16。结果显示优化的CLAHE算法，相比自适应直方图均衡化（AHE）等4种经典的航空发动机导向叶片DR图像增强算法，不仅提高了平坦区域对比度，突显了边缘细节信息，而且有效提升了微小缺陷的视觉效果。

航空发动机主轴轴承状态监测研究现状与发展趋势

作者： 刘朋   王黎钦   张传伟   郑德志   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 失效模式   信息融合   状态监测   多传感器   航空发动机主轴轴承  

描述： 航空发动机主轴轴承承受着高温、高速、重载、贫油、断油等极端工况，其疲劳、磨损等失效问题严重影响发动机的可靠性。因此，对航空发动机主轴轴承的使用状态进行有效精确监测极为重要。对航空发动机主轴轴承工况特点、主要失效模式和失效机制进行了梳理；针对主轴轴承的状态监测方法和技术，总结并对比分析了现有主轴轴承振动、滑油状态、声音、声发射、温度等监测方法的优势与不足；讨论了基于多传感器信息融合的主轴轴承状态监测方法及技术特色。结果表明：主轴轴承的材料、结构特性等对传感器输出信号的影响，传感器结构的微型化、无线化，高效的多传感器信息融合与决策方法，以及物理模型与数字模型的数据交互将成为主轴轴承状态监测未来主要的研究方向。

航空发动机轮盘中心孔模拟试验件设计方法及试验验证

作者： 魏大盛   冯俊淇   马梦弟   姚利信   王延荣   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 多轴疲劳   涡轮盘   结构强度   模拟试验件   应力梯度  

描述： 依据涡轮盘有限元计算结果，确定盘心考核位置处的应力状态，并将周向应力和轴向应力比值以及轮盘中心孔处周向应力沿径向的应力梯度作为设计指标，保证模拟件应力状态与实际轮盘一致。针对轮盘中心孔考核位置，本文共设计两类模拟件：一是反映双轴应力状态的多轴模拟件，二是反映应力梯度的平板缺口模拟件。分别采用两种试验件，结合轮盘实际载荷条件开展低循环疲劳试验，并对试验结果进行统计分析。进而，采用多轴疲劳寿命预测模型及考虑应力梯度影响的寿命预测模型对两种试验件的疲劳寿命进行评估，双轴模拟件的预测结果均在2倍分散带内，平板缺口模拟件的预测结果均在3倍分散带内，此寿命预测结果对实际轮盘设计具有参考价值。

基于GAF-DenseNet网络的航空发动机虚假数据攻击检测

作者： 黄鹏程   陈丽丹   祁恬   张哲   马永良   高明   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   格拉姆角场   C   MAPSS   虚假数据注入攻击   密集连接卷积网络  

描述： 提出一种基于GAF-DenseNet网络的航空发动机系统遭受虚假数据攻击的机器学习检测方法。首先，基于美国国家航空和宇宙航行局的商用模块化航空推进系统仿真数据集（Commercial Modular Aero-Propulsion System Simulation，C-MAPSS），构建了连续和间隔虚假数据注入两种攻击模型；其次，通过格拉姆角场（Gramian angular field， GAF）算法，在保留原始航空发动机传感器获得的时序信号的时间依赖性的前提下，对时间序列数据进行唯一编码，并设计了DenseNet-121网络对图像阵列中内含的传感器信息进行深层挖掘，进而检测航空发动机是否遭受虚假数据攻击及攻击类型识别；最后，融合GAF-DenseNet方法在T24、T50和P30传感器上的平均分类准确率为98.46%，与长短期记忆、门控循环单元和卷积神经网络对比分别提高了1.91%、3.82%和0.38%。

航空发动机螺栓连接结构薄层单元静力学非线性模型修正

作者： 刘玉   赵迪文   艾延廷   付鹏哲   刘仕运   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 非线性刚度模拟   螺栓连接结构   刚度测试   有限元建模   非线性模型修正  

描述： 针对于航空发动机机匣带有止口的螺栓连接结构的非线性刚度特征提出一种新的非线性模拟方法以及模型修正方法。首先提出了一种非线性薄层单元方法对螺栓连接结构的非线性刚度特征进行模拟，并对模拟结果进行评估；然后，提出一种新的双加权响应面修正方法；最后，使用该修正方法对螺栓连接结构静力学非线性模型修正：结果表明：本文建立的非线性薄层单元简化模型可以预测实际螺栓连接结构考虑止口接触面粗糙度的非线性刚度特征；提出双加权响应面修正方法修正前后的刚度误差维持在3.5%以内，验证了建模以及修正方法的可行性。