VSV调节机构运动精度可靠度计算及误差分析

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作者 杨奕凤 王艺 +2 位作者 刘傲宇 李佳 谢里阳 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第6期2070-2080,共11页

以某航空发动机可调静子叶片(VSV)调节机构为研究对象,建立了含运动副间隙的运动学模型。考虑到驱动误差、尺寸误差和装配间隙等因素的随机性,建立了考虑各静子叶片运动精度失效相关的VSV调节机构运动精度可靠性模型。引入BP神经网络(BP... 以某航空发动机可调静子叶片(VSV)调节机构为研究对象,建立了含运动副间隙的运动学模型。考虑到驱动误差、尺寸误差和装配间隙等因素的随机性,建立了考虑各静子叶片运动精度失效相关的VSV调节机构运动精度可靠性模型。引入BP神经网络(BPNN)代理模型,采用Monte Carlo方法计算了机构的可靠度,给出了可靠度随静子叶片数量和失效阈值的变化规律。通过与单元失效独立假设的系统模型和完全相关系统模型进行对比,验证了考虑失效相关性的机构运动精度可靠性模型的合理性。提出了一种估算代理模型误差造成的复杂系统可靠度误差的方法,并证明了该VSV调节机构的可靠度计算结果是准确可信的。 展开更多

关键词 可调静子叶片调节机构 失效相关性 BP神经网络 可靠度 误差分析

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基于多模型级联的VSV调节机构装配智能检错方法

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作者 邹凯 武殿梁 +2 位作者 许汉中 周烁 于海文 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第16期117-129,共13页

在航空发动机可调静子叶片(Variable stator vane,VSV)调节机构的装配过程中,目前仍需要人工检测其连杆防松钢丝的装配正确性,效率低且易出错。为替代人工检错,提出了一种基于多模型级联的智能检错方法。该方法是多个卷积神经网络级联... 在航空发动机可调静子叶片(Variable stator vane,VSV)调节机构的装配过程中,目前仍需要人工检测其连杆防松钢丝的装配正确性,效率低且易出错。为替代人工检错,提出了一种基于多模型级联的智能检错方法。该方法是多个卷积神经网络级联的模型集成,其中包含检测模块、分类模块以及后处理比对检错3个部分。首先在检测模块上提出混合不同尺寸卷积核的深度可分离卷积与轻量化解耦头来对YOLOv5s进行改进,改进的YOLOv5s在测试集上的平均精度达到97.9%,相较于YOLOv5s、YOLOv8s分别提升了3.4%、1.5%。其次在分类模块上使用7×7深度卷积替代全局平均池化以改进ConvNeXt分类头,改进后性能得到提升,在连杆数据集和螺纹数据集上的准确率分别达到97.5%和95.4%。最后在后处理模块对两个分类模型的结果进行匹配,得出装配检测结果。利用现场装配车间采集的图片数据集对该智能检错方法进行验证,结果显示该方法平均精度达到92.7%,进一步验证了智能装配检错方法的可靠性。 展开更多

关键词 多模型级联 YOLOv5 ConvNeXt 装配正确性检测 可调静子叶片(vsv)调节机构

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VSV系统对CFM56发动机喘振的影响分析 被引量：14

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作者 李世林 《科学技术与工程》 2011年第20期4934-4936,4940,共4页

航空发动机喘振是发动机衰退过程中的常发的故障,而发动机VSV系统的工作状态直接影响发动机的喘振裕度。以CFM56—3发动机的VSV系统为研究对象,讨论其工作机理,分析其对处于衰退期的CFM56—3发动机稳定工作的影响,提出相应的维修注意事... 航空发动机喘振是发动机衰退过程中的常发的故障,而发动机VSV系统的工作状态直接影响发动机的喘振裕度。以CFM56—3发动机的VSV系统为研究对象,讨论其工作机理,分析其对处于衰退期的CFM56—3发动机稳定工作的影响,提出相应的维修注意事项。从而为研究以VSV故障为诱因的喘振提供理论依据,为相关维修提供工程参考。 展开更多

关键词 喘振 可调静子叶片(variable stator vane vsv)系统 CFM56

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运动机构摩擦系数试验表征及其阻滞力计算分析

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作者 王云雷 罗忠 +2 位作者 余稀 赵江 许春阳 《航空发动机》 北大核心 2025年第4期123-128,共6页

针对航空发动机压气机静叶调节机构等典型运动机构在工作过程中摩擦系数变化不明确,以及摩擦系数对阻滞力影响不清楚等问题,在以旋转和往复2种运动方式下的材料级摩擦系数测试试验基础上,开展摩擦系数及其对机构阻滞力影响分析。对典型... 针对航空发动机压气机静叶调节机构等典型运动机构在工作过程中摩擦系数变化不明确,以及摩擦系数对阻滞力影响不清楚等问题,在以旋转和往复2种运动方式下的材料级摩擦系数测试试验基础上,开展摩擦系数及其对机构阻滞力影响分析。对典型运动机构实际材料开展摩擦系数测试试验,分析影响摩擦系数的主要因素;基于改进Coulomb摩擦模型对材料级摩擦系数进行表征;将表征后的摩擦系数带入到动力学模型中进行求解计算,分析摩擦系数对机构阻滞力的影响规律。结果表明:平均动摩擦系数随着载荷的增大而减小,而相对滑移速度对摩擦系数影响较小。接触面润滑条件下使平均动摩擦系数减小35%,动摩擦系数更加稳定;当材料磨损达到稳定磨损阶段,动摩擦系数减小57%;静叶调节机构关节轴承内外圈相对滑动速度未达到最大动摩擦临界速度,且关节轴承摩擦所导致的阻滞力较小,可忽略不计。 展开更多

关键词 静叶调节机构 摩擦系数 表征方法 阻滞力 压气机 航空发动机

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应用支持向量回归机探索发动机VSV调节规律 被引量：6

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作者 曹惠玲 阚玉祥 薛鹏 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1371-1377,共7页

发动机可调静子叶片(VSV)调节规律极其复杂,通过挖掘快速存取记录装置(QAR)数据对VSV调节规律进行了深入研究。首先,通过PW4077D发动机健康状态的QAR数据,建立基于粒子群优化(PSO)算法的支持向量回归机(SVR)模型,来探索VSV调节规律;然后... 发动机可调静子叶片(VSV)调节规律极其复杂,通过挖掘快速存取记录装置(QAR)数据对VSV调节规律进行了深入研究。首先,通过PW4077D发动机健康状态的QAR数据,建立基于粒子群优化(PSO)算法的支持向量回归机(SVR)模型,来探索VSV调节规律;然后,利用后续航班数据对PSO-SVR模型进行验证,并将验证结果与传统的PSO-BP神经网络模型进行对比;最后,应用PSO-SVR模型进行发动机故障诊断。研究结果表明:PSOSVR模型的回归预测精度优于PSO-BP神经网络模型,能够准确反映VSV的调节规律。可将其用于发动机的状态监控和故障诊断,亦可为VSV控制系统设计提供参考。 展开更多

关键词 发动机可调静子叶片(vsv) 调节规律 支持向量回归机(SVR) 粒子群优化(PSO)算法 快速存取记录装置(QAR)数据 故障诊断

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考虑可调静叶压气机的船舶燃气轮机仿真优化 被引量：5

6

作者 王志涛 白冰 +2 位作者 李铁磊 范阔 李淑英 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1721-1726,共6页

作为燃气轮机防喘措施之一,压气机可调静叶在变工况下的调节方案对燃机的运行性能具有重要影响。以某型三轴船舶燃气轮机为研究对象,建立了考虑变几何压气机的燃机系统仿真缩放(0维-1维)模型。以提高燃机运行效率为目标,通过系统仿真,... 作为燃气轮机防喘措施之一,压气机可调静叶在变工况下的调节方案对燃机的运行性能具有重要影响。以某型三轴船舶燃气轮机为研究对象,建立了考虑变几何压气机的燃机系统仿真缩放(0维-1维)模型。以提高燃机运行效率为目标,通过系统仿真,得到了各个工况下低压压气机前三级可调静叶的最佳开度及整机稳态性能。仿真结果表明,与原始的可调静叶调节方案相比,采用优化方案可以提高燃机在各个工况下的经济性和稳定性,对燃机总体性能有更加积极的影响。 展开更多

关键词 燃气轮机 压气机 可调静叶 控制 系统仿真 优化分析

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基于ADAMS的静叶联调机构参数化设计 被引量：18

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作者 梁爽 印雪梅 王华 《航空发动机》 2016年第1期65-69,共5页

针对压气机静子叶片调节机构空间运动关系复杂、设计难度大的问题,提出了1种以3维参数化仿真为核心,进行压气机静叶联调机构方案设计的方法。基于ADAMS平台建立调节机构的简易模型,利用软件参数化分析模块研究了模型中决定机构性能的关... 针对压气机静子叶片调节机构空间运动关系复杂、设计难度大的问题,提出了1种以3维参数化仿真为核心,进行压气机静叶联调机构方案设计的方法。基于ADAMS平台建立调节机构的简易模型,利用软件参数化分析模块研究了模型中决定机构性能的关键设计变量的确定方法;在此基础上,以某型压气机调节机构为例,利用参数化方法进行了该机构的方案设计。结果表明:在方案设计阶段,参数化分析方法可快速、有效地进行调节机构结构参数选取与优化,使模型的运动/动力学仿真结果满足设计要求。 展开更多

关键词 可调静子 联调机构 ADAMS 参数化仿真 方案设计 航空发动机

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摆杆式导叶调节机构的设计与研究 被引量：1

8

作者 吕明 陈良玉 +1 位作者 仲岩 王雷 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2020年第4期28-32,共5页

为促进变几何涡轮在航空发动机中的广泛应用,提高变几何涡轮的工作效率,设计了一种用于变几何涡轮的摆杆式导叶调节机构。采用Adams软件对导叶调节机构进行了运动学仿真研究,仿真结果验证了调节机构设计的可行性,通过仿真发现这样的导... 为促进变几何涡轮在航空发动机中的广泛应用,提高变几何涡轮的工作效率,设计了一种用于变几何涡轮的摆杆式导叶调节机构。采用Adams软件对导叶调节机构进行了运动学仿真研究,仿真结果验证了调节机构设计的可行性,通过仿真发现这样的导叶调节机构至少需采用3个作动筒同时驱动才能保证涡轮调节的精度要求。在Adams中对机构进行了参数化建模,利用参数化模型分析了尺寸误差和间隙对导叶转动精度的影响,并且以前十次仿真为例计算了调节机构导叶角度重复位置精度的可靠度。研究结果表明设计的导叶调节机构结构合理、可靠性高。 展开更多

关键词 航空发动机 变几何涡轮 调节机构 导叶

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基于改进ARINC的复杂机械系统可靠性分配方法 被引量：2

9

作者 吴红秋 谢里阳 +1 位作者 王艺 何雪浤 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第8期1276-1283,共8页

在航空发动机静叶调节机构的设计初期,由于缺少完整的失效统计数据,其常常会出现可靠性分配结果不合理或难以分配的现象。针对这一问题,以故障模式、影响和危害性分析(FMECA)评价指标的非线性转换方法为基础,提出了一种基于改进ARINC的... 在航空发动机静叶调节机构的设计初期,由于缺少完整的失效统计数据,其常常会出现可靠性分配结果不合理或难以分配的现象。针对这一问题,以故障模式、影响和危害性分析(FMECA)评价指标的非线性转换方法为基础,提出了一种基于改进ARINC的复杂机械系统可靠性分配方法。首先,对FMECA分析的失效率评价指标进行了非线性转换,近似地表示出了零件的工作失效率,并结合可靠性关键件的概念,提出了一种改进的ARINC分配方法;然后,提出了使用改进ARINC分配法进行复杂系统可靠性分配的步骤;最后,以静叶调节机构的叶片联动系统为应用实例,使用上述方法和步骤完成其子系统可靠性指标的分配任务;为了验证改进的ARINC方法的优越性,将其与传统ARINC方法进行了对比。研究结果表明:改进的ARINC方法能有效解决实际工程中数据不足,难以科学地分配可靠性的问题,增加了ARINC方法的适用性;与采用传统ARINC方法得到的分配结果相比,通过改进ARINC方法得到的联动半环、联动半环搭接段和叶片摇臂衬套的可靠度分别降低了0.14%、0.33%和0.94%,其分配结果显示了该方法可以给一些关键零件(工作失效率较高、难以保证较高可靠性)分配较低可靠度指标的任务,比传统ARINC方法的分配结果更为合理。 展开更多

关键词 机械系统可靠性分配 ARINC分配法 静叶调节机构 故障模式、影响和危害性分析 可靠性关键件

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基于灵敏度分析的可调静叶调节机构运动精度优化 被引量：2

10

作者 徐峰 曹传军 +1 位作者 胡淑慧 张苗苗 《航空发动机》 北大核心 2023年第5期115-120,共6页

为提升高负荷多级轴流压气机静叶调节机构的运动精度,针对5级联调构型,梳理了37个对调节精度可能存在影响的参数,提出了一种基于局部灵敏度分析的参数降维预处理优化方法。通过局部灵敏度分析认识各参数对调节精度的影响规律,甄选重要参... 为提升高负荷多级轴流压气机静叶调节机构的运动精度,针对5级联调构型,梳理了37个对调节精度可能存在影响的参数,提出了一种基于局部灵敏度分析的参数降维预处理优化方法。通过局部灵敏度分析认识各参数对调节精度的影响规律,甄选重要参数,依靠自主优化程序与多体运动学软件联合的技术途径并采用SQP算法对机构进行优化:仅采用相对灵敏度影响最大的9个参数进行优化时,调节精度达到0.4020°;采用剔除13个绝对灵敏度最小参数后的参数进行优化时,调节精度优化达到0.2000°;而采用全部37个参数进行优化后,调节精度依然为0.2000°。结果表明:所提出的降维预处理优化方法能够在保证运动精度的同时有效减小计算规模,联合优化的方式较传统虚拟样机优化具有更高的精度。 展开更多

关键词 调节机构 灵敏度分析 调节精度 可调静叶 高负荷多级轴流压气机 航空发动机

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航空发动机消喘措施试验验证 被引量：1

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作者 崔金辉 韩鹏江 《航空发动机》 北大核心 2022年第5期58-64,共7页

为明确燃烧室短时切油、关小压气机可调静子叶片(VSV)角度和放大喷口喉部面积等消喘措施对发动机消喘功能的影响,依托某型变几何混排涡扇发动机制定了试验方案,开展了消喘措施专项验证试验,分别得到了消喘失败和消喘成功时的切油深度、... 为明确燃烧室短时切油、关小压气机可调静子叶片(VSV)角度和放大喷口喉部面积等消喘措施对发动机消喘功能的影响,依托某型变几何混排涡扇发动机制定了试验方案,开展了消喘措施专项验证试验,分别得到了消喘失败和消喘成功时的切油深度、VSV角度瞬时关小量和喷口喉部面积瞬时放大量,并从理论上对试验现象做了解释。结果表明:试验结果与理论分析相一致,证明试验结果是可靠的;试验结果能够为消喘系统的设计提供参考,在设计消喘系统时,消喘措施的具体调整量需通过试验手段确定;适当增大切油深度、增加喷口喉部面积瞬时放大量、增加VSV角度瞬时关小量,有利于发动机消喘;加快VSV和喷口等几何可调特征部件的响应速度,有利于发动机快速退出喘振。 展开更多

关键词 消喘 切油 可调静子叶片 喷口喉部面积 试验验证 航空发动机

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