[發(fā)明專利]一種符合適航要求的孔特征表面缺陷分布曲線建立方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110776938.2
• 申請(qǐng)日: 2021-07-09
• 公開（公告）號(hào): CN113569392B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李果;丁水汀;周惠敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F17/18;G06F17/11;G06F119/14
• 代理公司: 北京航智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11668
• 代理人: 陳磊;張楨

本發(fā)明公開了一種符合適航要求的孔特征表面缺陷分布曲線建立方法，首先對(duì)收集的表面缺陷統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，結(jié)合無損檢出概率得到真實(shí)缺陷個(gè)數(shù)，從而獲取缺陷超越數(shù)；然后對(duì)缺陷尺寸和超越數(shù)進(jìn)行曲線擬合；最后結(jié)合實(shí)際缺陷出現(xiàn)概率對(duì)缺陷分布超越數(shù)基線進(jìn)行調(diào)整，并結(jié)合真實(shí)缺陷出現(xiàn)情況對(duì)初步獲取的缺陷分布曲線進(jìn)行修正，建立表面缺陷分布曲線。表面缺陷分布曲線可以在一定程度上反映不同生產(chǎn)商的加工和檢測(cè)水平，為概率損傷容限評(píng)估提供重要的輸入數(shù)據(jù)，對(duì)表面概率損傷容限評(píng)估具有重要意義，為航空發(fā)動(dòng)機(jī)限壽件的概率損傷容限評(píng)估提供數(shù)據(jù)支撐，進(jìn)而支撐我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的適航取證工作，具有重要的工程意義和實(shí)際價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及概率損傷容限評(píng)估技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種符合適航要求的孔特征表面缺陷分布曲線建立方法。

背景技術(shù)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)的安全性關(guān)乎公眾安全。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵轉(zhuǎn)子和主要靜子部件稱為“壽命限制件”，這些部件的失效會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重飛行事故的發(fā)生。在加工及使用維護(hù)過程中，不可避免地會(huì)在壽命限制件上引入小概率缺陷，這會(huì)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的安全性帶來極大的威脅，因此，必須通過執(zhí)行一系列的壽命管理行為來滿足壽命限制件的完整性要求。

美國(guó)適航規(guī)章FAR-33第33.70條款提出了一套加強(qiáng)的壽命管理流程，其中要求對(duì)壽命限制件的孔特征進(jìn)行概率損傷容限評(píng)估，對(duì)設(shè)計(jì)活動(dòng)加以約束或強(qiáng)制要求，實(shí)現(xiàn)壽命限制件的設(shè)計(jì)安全性。這同樣也是我國(guó)適航規(guī)章CCAR33R2版第33.70條的要求。該評(píng)估流程將加工過程引入的表面缺陷視作表面裂紋，以線彈性斷裂力學(xué)為基礎(chǔ)，以應(yīng)力強(qiáng)度因子作為裂紋應(yīng)力集中的表征量，并結(jié)合缺陷、載荷、無損檢測(cè)等隨機(jī)因素，處理壽命限制件在帶初始裂紋體的條件下低循環(huán)疲勞失效問題，計(jì)算壽命限制件的失效風(fēng)險(xiǎn)，評(píng)估安全性。該評(píng)估流程的重要輸入是孔特征加工過程中引入的表面缺陷分布曲線。表面缺陷分布曲線為表面缺陷尺寸與缺陷出現(xiàn)超越數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，由統(tǒng)計(jì)出的離散的缺陷數(shù)據(jù)經(jīng)過一定的數(shù)據(jù)處理而得到。缺陷分布曲線反映了孔特征加工過程引入缺陷的概率，是孔特征加工水平的反映。目前，美國(guó)統(tǒng)計(jì)出21世紀(jì)初孔特征的缺陷分布曲線，該曲線不符合我國(guó)國(guó)情，且建立方法暫無說明，并且，我國(guó)對(duì)于孔特征表面缺陷分布曲線的建立研究暫為空白，因此，表面概率損傷容限評(píng)估缺少關(guān)鍵的輸入數(shù)據(jù)，也嚴(yán)重制約了我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的適航取證。

為了建立適合我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)孔特征的表面缺陷分布曲線，完成表面概率損傷容限評(píng)估，支撐我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的適航取證，需要形成一種滿足適航要求的孔特征表面缺陷分布曲線的建立方法。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種符合適航要求的孔特征表面缺陷分布曲線建立方法，用以獲取表面概率損傷容限評(píng)估的重要輸入數(shù)據(jù)。

本發(fā)明提供的一種符合適航要求的孔特征表面缺陷分布曲線建立方法，包括如下步驟：

S1：利用無損檢測(cè)方式對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的孔特征表面進(jìn)行檢測(cè)，統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)過程和維修過程中的缺陷，并測(cè)量缺陷長(zhǎng)度L₀和缺陷深度H₀，將作為缺陷尺寸；生產(chǎn)過程中的初始缺陷尺寸為生產(chǎn)過程中統(tǒng)計(jì)、測(cè)量所得的缺陷尺寸；根據(jù)維修過程中統(tǒng)計(jì)、測(cè)量的缺陷尺寸，基于斷裂力學(xué)分析，消除缺陷在使用過程中的擴(kuò)展量，得到維修過程中的初始缺陷尺寸；

S2：按照不同的無損檢測(cè)方式，對(duì)生產(chǎn)過程和維修過程中的初始缺陷尺寸進(jìn)行分類，并結(jié)合無損檢測(cè)的檢出概率，得到真實(shí)缺陷總數(shù)量，獲取初始缺陷尺寸下對(duì)應(yīng)的超越數(shù)；

S3：對(duì)所述初始缺陷尺寸和對(duì)應(yīng)的超越數(shù)進(jìn)行擬合，獲取缺陷分布超越數(shù)基線；

S4：結(jié)合實(shí)際統(tǒng)計(jì)過程中的缺陷出現(xiàn)概率，對(duì)所述缺陷分布超越數(shù)基線進(jìn)行調(diào)整，獲得初步的缺陷分布曲線；

S5：結(jié)合實(shí)際統(tǒng)計(jì)過程中的孔數(shù)目、孔深度和孔直徑，對(duì)初步的缺陷分布曲線進(jìn)行修正，獲得最終的缺陷分布曲線。