Автореферат
Автореферати дисертацій arrow Транспорт arrow Формування моделей температурного і напруженого стану деталей для систем моніторингу виробітку ресурсів двигунів багаторежимних літаків
Меню
Головна сторінка
Автореферати дисертацій
Бібліотечна справа
Біологічні науки
Будівництво
Воєнна наука. Військова справа
Гірнича справа
Держава та право. Юридичні науки
Економіка. Економічні науки
Електроніка. Обчислювальна техніка
Енергетика
Загальні роботи по техніці
Загальнонаукове знання
Історія. Історичні науки
Культура. Наука. Освіта
Легка промисловість
Математика. Механіка
Медицина. Медичні науки
Мистецтво. Мистецтвознавство
Науки про землю
Політика. Політичні науки
Природничі науки в цілому
Релігія
Сільське та лісове господарство
Соціологія. Демографія
Технологія металів. Машинобудування
Транспорт
Фізика. Астрономія
Філологічні науки
Філософські науки. Психологія
Хімічна технологія. Харчове виробництво
Хімічні науки
Художня література


Формування моделей температурного і напруженого стану деталей для систем моніторингу виробітку ресурсів двигунів багаторежимних літаків

Анотації 

Шимановська Н.А. Формування моделей температурного і напруженого стану деталей для систем моніторингу виробітку ресурсів двигунів багаторежимних літаків. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.05.03 – Двигуни та енергетичні установки. – Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського «ХАI», Харків, 2008.

   Дисертацію присвячено проблемі підвищення вірогідності й точності контролю виробітку ресурсів двигунів багаторежимних літаків на основі ідентифікації динаміки температурного й напруженого станів (ТС і НС) основних деталей.
   Сформульовано вимоги до точності моніторингу ТС і НС при двох концепціях експлуатації двигунів: без пошкоджень і з допустимим рівнем пошкодження деталей. Запропоновано спрощені, моніторингові, моделі динаміки ТС і НС основних деталей на основі уявлення їх перехідних характеристик експоненціальними рядами з коефіцієнтами, які залежать від умов теплообміну. Розроблено метод ідентифікації ТС і НС деталей двигуна за моделями високого рівня, з послідовним оцінюванням коефіцієнтів рядів. Верифікація запропонованих моніторингових моделей ТС і НС підтвердила значення похибки ТС <3°С і похибки НС <1%, що відповідає похибці виробітку ресурсу ~10%, суттєво меншій, ніж у відомих систем моніторингу виробітку ресурсу двигунів багаторежимних літаків.
   Ключові слова: моніторинг ресурсу, температурний і напружений стани, ідентифікація.

Шимановская Н.А. Формирование моделей температурного и напряженного состояния деталей для систем мониторинга выработки ресурсов двигателей многорежимных самолетов. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.03 – Двигатели и энергетические установки.– Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е.Жуковского «ХАИ», Харьков, 2008.

   Диссертация посвящена проблеме повышения достоверности и точности контроля выработки ресурсов двигателей многорежимных самолетов на основе идентификации динамики температурного и напряженного состояний (ТС и НС) основных деталей.
   В результате анализа литературных источников установлено, что перспективным направлением в освоении современных стратегий эксплуатации ГТД с предельно полным использованием прочностных ресурсов является разработка систем диагностического контроля двигателей, включающих мониторинг ТС, НС деталей и мониторинг выработки ресурса (МВР). Однако для двигателей многорежимных самолетов подобные системы не создавались из-за значительных погрешностей используемых моделей ТС и НС в условиях сложных профилей полетов. Наиболее перспективным признано создание систем МВР по принципу счетчика поврежденности основных деталей с идентификацией их ТС и НС. Для этого необходимо решить проблему создания упрощенных, мониторинговых моделей ТС и НС основных деталей, учитывающих влияние специфических условий эксплуатации многорежимных самолетов. Перспективным для создания мониторинговых моделей ТС и НС деталей двигателей многорежимных самолетов представляется использование интегралов Стилтьеса, содержащих ступенчатые переходные характеристики ТС и НС. Однако для его применения в системах МВР необходима разработка метода получения ступенчатых переходных характеристик ТС и НС при характерных для двигателей многорежимных самолетов значительных изменений условий теплообмена.
   Актуальной признана задача разработки методов построения мониторинговых моделей (идентификации) динамики ТС и НС, адекватных условиям эксплуатации двигателей многорежимных самолетов.
   Проведена оценка допустимой погрешности мониторинга ТС и НС при двух подходах к эксплуатации двигателей многорежимных самолетов – с недопущением возникновения повреждений и с допустимым уровнем повреждений основных деталей.
   В порядке выбора и обоснования направлений исследований количественно оценено влияние нестационарности параметров теплового нагружения (температуры среды и коэффициентов теплоотдачи) на параметры циклов нагружения основных деталей двигателей многорежимных самолетов, а через них – на скорость выработки ресурса деталей. Показано, что перспективным направлением создания мониторинговых моделей с погрешностью, близкой к погрешности моделей высокого уровня, является совершенствование метода переходных характеристик и адаптации его к условиям двигателей многорежимных самолетов.
   В основу создания компактных мониторинговых моделей ТС положено представление ступенчатых переходных характеристик ТС экспоненциальным рядом. Показана возможность создания подобных мониторинговых моделей НС при введении разделения каждой компоненты тензора температурных напряжений на две составляющие: связанные с изменением температуры и деформации элемента детали.
   Показано, что параметры экспоненциального представления переходных характеристик ТС и деформационной составляющей НС зависят от уровня теплоотдачи, определяемого режимом работы двигателя. Получение такой зависимости делает возможным нахождение переходных характеристик на всевозможных режимах работы двигателя.
   Показано, что при изменении режима двигателя переходные характеристики ТС и деформационной составляющей НС (за исключением небольшого по продолжительности начального участка) могут быть получены смещением по времени соответствующих характеристик при постоянной теплоотдаче. Получена зависимость смещения характеристик ТС от начального и конечного значений теплоотдачи. Полученный результат распространен на переходные характеристики деформационной составляющей НС.
   Для повышения точности мониторинговых моделей ТС и НС предложено начальный (нерегулярный) участок переходной характеристики после изменения теплоотдачи описывать дополнительным членом экспоненциального ряда.
   Предложен метод идентификации ТС и НС деталей двигателя, заключающийся в последовательном оценивании коэффициентов экспоненциального ряда, описывающего переходную характеристику состояния.
   Приведены материалы, связанные с верификацией предложенных мониторинговых моделей ТС и НС путем сравнения расчетов ТС и НС основных деталей по мониторинговым и конечно-элементным моделям высокого уровня.
   Разработанные мониторинговые модели ТС и НС включены в состав программного комплекса «Ресурс-436», разработанного в Национальном аэрокосмическом университете «ХАИ» по заказу ГП «Ивченко-Прогресс».
   Ключевые слова: мониторинг ресурса, температурное и напряженное состояния, идентификация.

Shimanovskaya N.A. Formation of the models of thermal and stress condition of details for the multimode airplane engines lifetime monitoring systems. – The manuscript.

Thesis for scientific degree of the Candidate of Science (Engineering) on the speciality 05.05.03 – engines and power plants. –National Aerospace University named by N.Ye. Zhukovsky «KhAI», Kharkov, 2008.

   The dissertation is devoted to a problem of increasing of reliability and accuracy of the multimode airplane engines lifetime control on the basis of dynamics of thermal and stress condition (TC and SС) of the basic details identification.Requirements to TC and SС monitoring accuracy are formulated based on two concepts of engine operation - with nonadmission of damages and with an allowable level of damages of the basic details. Monitoring models of the basic details TC and SС dynamics are offered on the basis of representation of their step response by exponential series with indexes dependent on the heat exchange conditions. The method of the engine details TC and SС identification on the high level models, consisting in consecutive evaluation of exponential series indexes is developed. Verification of the TC and SС models created on the basis of the offered methods, has confirmed values of TC error <3°С and SС errors <1 % that correspond to the lifetime error <10 %, that is essential smaller, than that at the known multimode airplane engines lifetime monitoring systems.
   Key words: lifetime monitoring, thermal and stress conditions, identification.

Скачати автореферат дисертації безкоштовно (повна версія)
Формування моделей температурного і напруженого стану деталей для систем моніторингу виробітку ресурсів двигунів багаторежимних літаків

 
< Попередня   Наступна >

Всі права на опубліковані матеріали належать їх авторам. Матеріали розміщено виключно для ознайомлення.

Автореферати українських дисертацій. Скачай безкоштовно!


© avtoreferat.net