一种符合适航要求的孔特征表面缺陷分布曲线建立方法

文档序号:27131720发布日期:2021-10-29 21:41阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种符合适航要求的孔特征表面缺陷分布曲线建立方法,其特征在于,包括如下步骤:s1:利用无损检测方式对航空发动机中的孔特征表面进行检测,统计生产过程和维修过程中的缺陷,并测量缺陷长度l0和缺陷深度h0,将作为缺陷尺寸;生产过程中的初始缺陷尺寸为生产过程中统计、测量所得的缺陷尺寸;根据维修过程中统计、测量的缺陷尺寸,基于断裂力学分析,消除缺陷在使用过程中的扩展量,得到维修过程中的初始缺陷尺寸;s2:按照不同的无损检测方式,对生产过程和维修过程中的初始缺陷尺寸进行分类,并结合无损检测的检出概率,得到真实缺陷总数量,获取初始缺陷尺寸下对应的超越数;s3:对所述初始缺陷尺寸和对应的超越数进行拟合,获取缺陷分布超越数基线;s4:结合实际统计过程中的缺陷出现概率,对所述缺陷分布超越数基线进行调整,获得初步的缺陷分布曲线;s5:结合实际统计过程中的孔数目、孔深度和孔直径,对初步的缺陷分布曲线进行修正,获得最终的缺陷分布曲线。2.如权利要求1所述的符合适航要求的孔特征表面缺陷分布曲线建立方法,其特征在于,步骤s1中,根据维修过程中统计、测量的缺陷尺寸,基于断裂力学分析,消除缺陷在使用过程中的扩展量,得到维修过程中的初始缺陷尺寸,具体包括:将维修过程中统计的缺陷等效为半圆形片状裂纹,将维修过程中测量的缺陷尺寸等效为半圆形片状裂纹的半径;假设半圆形片状裂纹满足paris裂纹扩展公式:其中,h表示经历多次飞行循环后扩展的半圆形片状裂纹的半径,n表示飞行循环数,n表示裂纹扩展过程paris公式中的指数,c表示裂纹扩展过程paris公式中的常数,δk表示裂纹应力强度因子差值,表达式为:δk=k
max

k
min
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)其中,k
min
=0,则:其中,v表示含有半圆形片状裂纹的体结构的长度,t表示含有半圆形片状裂纹的体结构的宽度;g表示形状因子函数,与半圆形片状裂纹尺寸和含有半圆形片状裂纹的体结构尺寸相关;σ表示应力分布;结合paris裂纹扩展公式(1)与裂纹应力强度因子差值计算公式(3),得到维修过程中的初始缺陷尺寸h
o
:3.如权利要求2所述的符合适航要求的孔特征表面缺陷分布曲线建立方法,其特征在于,步骤s2,具体包括:
以无损检测方式为分类标准,将生产过程和维修过程中的初始缺陷尺寸分为目视检测与荧光检测两类;目视检测的初始缺陷尺寸为a
i
,i=1,2,3,...l,l表示目视检测方式检出的缺陷数量;荧光检测的初始缺陷尺寸为a
i
,i=l+1,l+2,l+3,...m,m

l表示荧光检测方式检出的缺陷数量,m表示缺陷统计总个数;结合目视检测和荧光检测的检出概率,获得不同初始缺陷尺寸a
i
对应的真实缺陷数量:对应的真实缺陷数量:其中,p
det1
(a
i
)表示初始缺陷尺寸为a
i
时目视检测方式的检出概率,p
det2
(a
i
)表示初始缺陷尺寸为a
i
时荧光检测方式的检出概率;真实缺陷总数量为:建立缺陷超越数方程:f
s
(a
i
)=n
all
·
p{s≥a
i
}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)其中,f
s
(a
i
)表示初始缺陷尺寸a
i
下对应的超越数,为超过初始缺陷尺寸a
i
的缺陷数量;p{s≥a
i
}表示s≥a
i
事件发生的概率,s为a
i
,i=1,2,3,...m中的任意一个。4.如权利要求3所述的符合适航要求的孔特征表面缺陷分布曲线建立方法,其特征在于,步骤s3,具体包括:对离散的初始缺陷尺寸a
i
和对应的超越数f
s
(a
i
)进行对数拟合,对数拟合下的超越数方程为:f
log
(a
i
)=exp[ω+ξlog(a
i
)]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)对离散的初始缺陷尺寸a
i
和对应的超越数f
s
(a
i
)进行weibull拟合,weibull拟合下的超越数方程为:其中,ω和ξ为对数分布中的拟合系数,ω表示对数缺陷分布曲线截距,ξ表示对数缺陷分布曲线斜率;λ和κ为weibull分布中的拟合系数,λ为尺寸参数,κ为形状参数;获得连续的初始缺陷尺寸a下对应的缺陷分布超越数基线:f
log
(a)=exp[ω+ξlog(a)]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)其中,f
log
(a)表示对数拟合下的缺陷分布超越数基线,f
weibull
(a)表示weibull拟合下的缺陷分布超越数基线。5.如权利要求4所述的符合适航要求的孔特征表面缺陷分布曲线建立方法,其特征在于,步骤s4,具体包括:结合无损检测计算实际检出的缺陷数量:
其中,a=log或weibull,p
det
(a)表示缺陷尺寸为a的情况下的检出概率;对公式(15)进行离散,离散公式为:其中,j表示离散的缺陷深度序号,f
a
(a
j
)表示缺陷尺寸为a
j
的情况下的缺陷分布超越数基线,f
a
(a
j+1
)表示缺陷尺寸为a
j+1
的情况下的缺陷分布超越数基线,表示缺陷尺寸为情况下的检出概率;结合实际统计过程中的缺陷出现概率,调整对数缺陷分布超越数基线f
log
(a)中的ω,调整weibull缺陷分布超越数基线f
weibull
(a)中的κ,获得初步的缺陷分布曲线f
a’(a);f
a’(a)使得公式(14)中的n
real
与统计的真实检出缺陷总数量相同。6.如权利要求5所述的符合适航要求的孔特征表面缺陷分布曲线建立方法,其特征在于,步骤s5,具体包括:统计过程中,孔直径d和孔深度l影响缺陷出现概率,进而影响初步的缺陷分布曲线f
a’(a),提出修正因子表达式为:其中,l/d表示孔的深径比,表示由孔深径比决定的修正因子,f
i
(l/d)表示统计的孔直径与孔深度出现的概率密度函数,结合修正后的缺陷分布曲线为同一个结构部件上孔的数目影响缺陷出现概率,进而影响初步的缺陷分布曲线f
a’(a),提出多孔效应修正系数提出多孔效应修正系数其中,α表示同一个结构部件上第二个孔出现缺陷的概率;结合多孔效应修正系数对缺陷分布曲线进行修正,得到最终的缺陷分布曲线

技术总结
本发明公开了一种符合适航要求的孔特征表面缺陷分布曲线建立方法,首先对收集的表面缺陷统计数据进行数据处理,结合无损检出概率得到真实缺陷个数,从而获取缺陷超越数;然后对缺陷尺寸和超越数进行曲线拟合;最后结合实际缺陷出现概率对缺陷分布超越数基线进行调整,并结合真实缺陷出现情况对初步获取的缺陷分布曲线进行修正,建立表面缺陷分布曲线。表面缺陷分布曲线可以在一定程度上反映不同生产商的加工和检测水平,为概率损伤容限评估提供重要的输入数据,对表面概率损伤容限评估具有重要意义,为航空发动机限寿件的概率损伤容限评估提供数据支撑,进而支撑我国航空发动机的适航取证工作,具有重要的工程意义和实际价值。值。值。


技术研发人员:李果 丁水汀 周惠敏
受保护的技术使用者:北京航空航天大学
技术研发日:2021.07.09
技术公布日:2021/10/28
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