一种基于飞机结构健康监控的维修方法技术

本发明专利技术公开了一种基于飞机结构健康监控的维修方法。所述基于飞机结构健康监控的维修方法包括如下步骤：步骤1：建立飞机状况数据的飞机数据库；步骤2：模拟计算飞机数据库中飞机在飞行过程中的寿命消耗以及裂纹的概率分布情况；步骤3：建立维修模型，并根据飞机组的运行状况，对飞机组进行维修分级，根据飞机组的运行状态，将维修分级分为第一级维修、第二级维修以及第三级维修；步骤4：根据飞机组的实际运行状态，对各个飞机分别采用第一级维修、第二级维修或第三级维修中的一级进行维修。将本申请的基于飞机结构健康监控的维修方法用于飞机组，可以在保证飞行组正常任务的情况下充分挖掘飞机的寿命潜力，避免不必要的维修。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及飞机结构疲劳强度
，特别是涉及一种基于飞机结构健康监控的维修方法。
技术介绍
名词解释：保有率：一个飞机组中，至少保有可以马上执行任务(或者需要执行任务时即可以执行任务)的飞机占该飞机组中的飞机的比率，即可以飞行的飞机占不可以飞行的飞机(由于维修、故障、损坏等情况不能飞行的飞机)的比率。现代飞机的安全性、可靠性、故障诊断与预测、健康管理以及维修保障等问题越来越受到人们的重视。故障诊断与健康监控是指利用尽可能少的传感器采集系统的各种数据信息，借助各种智能推理算法来评估飞机的健康状态，在飞机发生故障之前对其故障进行预测，并结合可利用的资源信息提供一系列的维修保障措施以实现飞机的视情维修。故障诊断与健康监控技术的实现将使原来由事件主宰的维修(事后维修)或时间相关的维修(定期维修)被视情维修所取代。它的引入不是为了直接消除飞机故障，而是为了了解和预测故障何时可能发生，从而实现自主式保障，降低使用和保障费用的目标，兼顾了飞机服役的安全性和经济性。现有技术，通常采用事后维修以及定期维修，这样，有时不能及时对已经出现故障或者裂纹的飞机进行维修，又有时有可能频繁维修，浪费成本。因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于飞机结构健康监控的维修方法来克服或至少减轻现有技术的中的至少一个上述缺陷。为实现上述目的，本专利技术提供一种基于飞机结构健康监控的维修方法，用于具有多架飞机的飞机组进行维修，所述基于飞机结构健康监控的维修方法包括如下步骤：步骤1：建立飞机状况数据的飞机数据库；步骤2：模拟计算飞机数据库中飞机在飞行过程中的寿命消耗以及裂纹的概率分布情况；步骤3：建立维修模型，并根据飞机组的运行状况，对飞机组进行维修分级，根据飞机组的运行状态，将维修分级分为第一级维修、第二级维修以及第三级维修，其中，第一级维修包括通过对所述维修模型进行优化，形成第一级维修模型；第二级维修包括通过对所述维修模型进行优化，形成第二级维修模型；第三极维修包括通过对所述维修模型进行优化，形成第三极维修模型；步骤4：根据飞机组的实际运行状态，对各个飞机分别采用第一级维修、第二级维修或第三级维修中的一级进行维修。优选地，所述步骤3具体为：所述维修模型包括维修成本模型以及保有率模型。优选地，所述步骤1中的飞机状况至少包括：典型关键结构有限元分析数据、疲劳分析数据模型、智能监控测量数据、试飞数据及外场飞参数据。优选地，所述步骤2具体为：根据飞机数据库中的飞机状况，采用神经网络载荷模型、雨流计数法、损伤计算公式、裂纹扩展概率分布法，模拟计算飞机数据库中飞机在飞行过程中的寿命消耗以及裂纹的概率分布情况。优选地，所述维修成本模型具体为：为飞机i第l次维修裂纹堆中失效时间最小的)其中：z为飞机数量；i(i＝1,2,…,z)表示第i架飞机；ki表示第i架飞机共有k个裂纹点；t_failureik表示k个裂纹点的失效时间；mi表示通过m次将裂纹维修完；C寿命浪费表示裂纹维修单位时间寿命浪费系数；tfailure表示裂纹的失效时间；tfix表示裂纹的维修时间；C停机表示单次停机维修成本；m表示停机次数；t_fixij表示飞机i的第j个裂纹的维修时间，是t_fixil(l＝1,…,mi)中的一个。优选地，所述保有率模型具体为：其中：t为时间；l为飞机数量；l(t)为t时间处于维修状态的飞机；z为飞机总数；p(t)为保有率模型。优选地，所述第一级维修通过对所述维修模型进行优化，形成第一级维修模型具体为：为飞机i第l次维修裂纹堆中失效时间最小的)其中：z为飞机数量；i(i＝1,2,…,z)表示第i架飞机；ki表示第i架飞机共有k个裂纹点；t_failureik表示k个裂纹点的失效时间；mi表示通过m次将裂纹维修完；C寿命浪费表示裂纹维修单位时间寿命浪费系数；tfailure表示裂纹的失效时间；tfix表示裂纹的维修时间；C停机表示单次停机维修成本；m表示停机次数；t_fixij表示飞机i的第j个裂纹的维修时间，是t_fixil(l＝1,…,mi)中的一个；p(t)为保有率函数；l(t)为t时间处于维修状态的飞机；z为飞机总数；p_min为保有率最低要求；t为时间；l为飞机数量；所述第二级维修通过对所述维修模型进行优化，形成第二级维修模型具体为：其中，l(t)为t时刻处于维修状态的飞机l；z为飞机总数；所述第三级维修通过对所述维修模型进行优化，形成第三级维修模型具体为：为飞机i第l次维修裂纹堆中失效时间最小的)；其中，z为飞机数量；i(i＝1，2，…，z)表示第i架飞机；ki表示第i架飞机共有k个裂纹点；t_failureik表示k个裂纹点的失效时间；mi表示通过m次将裂纹维修完；C寿命浪费表示裂纹维修单位时间寿命浪费系数；tfailure表示裂纹的失效时间；tfix表示裂纹的维修时间；C停机表示单次停机维修成本；m表示停机次数；t_fixij表示飞机i的第j个裂纹的维修时间，是t_fixil(l＝1，…，mi)中的一个；p(t)为保有率函数；l(t)为t时间处于维修状态的飞机；z为飞机总数；p_min为保有率最低要求；t为时间；l为飞机数量。优选地，所述第一级维修进一步包括对第一级维修模型进行优化，从而形成第一级优化模型；所述第二级维修进一步包括对第二级维修模型进行优化，从而形成第二级优化模型；所述第三级维修进一步包括对第三级维修模型进行优化，从而形成第三极优化模型。优选地，所述对第一级维修模型进行优化，从而形成第一级优化模型具体为：将飞机组中的各个飞机的飞机状况数据进行聚类分析，将飞机组中的各个飞机的维修成本作为子系统，将飞机组的保有率作为总系统，对各个子系统分别采用遗传算法进行优化，将优化得到的各个子系统所采用的维修时间返回到所述总系统进行协调，并将总系统协调的结果返回各个子系统进行优化，直到总系统的保有率达到要求为止；所述对第二级维修模型进行优化，从而形成第二级优化模型具体为：对飞机组中的各个飞机的飞机状况数据进行聚类分析，并采用遗传算法进行优化，从而得到第二级优化模型如下：max；其中，为飞机i第1次维修裂纹类中失效时间最小的)l(t)为t时刻处于维修状态的飞机；z为飞机总数；t_fixij表示飞机i的第j个裂纹的维修时间；所述对第三级维修模型进行优化，从而形成第三级优化模型具体为采用多目标进化算法进行求解，并求得如下第三级优化模型：为飞机i第l次维修裂纹堆中失效时间最小的)；其中，z为飞机数量；i(i＝1,2,…,z)表示第i架飞机；ki表示第i架飞机共有k个裂纹点；t_failureik表示k个裂纹点的失效时间；mi表示通过m次将裂纹维修完；C寿命浪费表示裂纹维修单位时间寿命浪费系数；tfailure表示裂纹的失效时间；tfix表示裂纹的维修时间；C停机表示单次停机维修成本；m表示停机次数；t_fixij表示飞机i的第j个裂纹的维修时间，是t_fixil(l＝1,…,mi)中的一个；p(t)为保有率函数；l(t)为t时间处于维修状态的飞机；z为飞机总数；p_min为保有率最低要求；t为时间；l为飞机数量。将本申请的基于飞机结构健康监控的维修方法用于飞机组，可以在保证飞行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于飞机结构健康监控的维修方法，用于具有多架飞机的飞机组进行维修，其特征在于，所述基于飞机结构健康监控的维修方法包括如下步骤：步骤1：建立飞机状况数据的飞机数据库；步骤2：模拟计算飞机数据库中飞机在飞行过程中的寿命消耗以及裂纹的概率分布情况；步骤3：建立维修模型，并根据飞机组的运行状况，对飞机组进行维修分级，根据飞机组的运行状态，将维修分级分为第一级维修、第二级维修以及第三级维修，其中，第一级维修包括通过对所述维修模型进行优化，形成第一级维修模型；第二级维修包括通过对所述维修模型进行优化，形成第二级维修模型；第三极维修包括通过对所述维修模型进行优化，形成第三极维修模型；步骤4：根据飞机组的实际运行状态，对各个飞机分别采用第一级维修、第二级维修或第三级维修中的一级进行维修。

【技术特征摘要】
1.一种基于飞机结构健康监控的维修方法，用于具有多架飞机的飞机组进行维修，其特征在于，所述基于飞机结构健康监控的维修方法包括如下步骤：步骤1：建立飞机状况数据的飞机数据库；步骤2：模拟计算飞机数据库中飞机在飞行过程中的寿命消耗以及裂纹的概率分布情况；步骤3：建立维修模型，并根据飞机组的运行状况，对飞机组进行维修分级，根据飞机组的运行状态，将维修分级分为第一级维修、第二级维修以及第三级维修，其中，第一级维修包括通过对所述维修模型进行优化，形成第一级维修模型；第二级维修包括通过对所述维修模型进行优化，形成第二级维修模型；第三极维修包括通过对所述维修模型进行优化，形成第三极维修模型；步骤4：根据飞机组的实际运行状态，对各个飞机分别采用第一级维修、第二级维修或第三级维修中的一级进行维修。2.如权利要求1所述的基于飞机结构健康监控的维修方法，其特征在于，所述步骤3具体为：所述维修模型包括维修成本模型以及保有率模型。3.如权利要求2所述的基于飞机结构健康监控的维修方法，其特征在于，所述步骤1中的飞机状况至少包括：典型关键结构有限元分析数据、疲劳分析数据模型、智能监控测量数据、试飞数据及外场飞参数据。4.如权利要求3所述的基于飞机结构健康监控的维修方法，其特征在于，所述步骤2具体为：根据飞机数据库中的飞机状况，采用神经网络载荷模型、雨流计数法、损伤计算公式、裂纹扩展概率分布法，模拟计算飞机数据库中飞机在飞行过程中的寿命消耗以及裂纹的概率分布情况。5.如权利要求4所述的基于飞机结构健康监控的维修方法，其特征在于，所述维修成本模型具体为：其中：z为飞机数量；i(i＝1,2,…,z)表示第i架飞机；ki表示第i架飞机共有k个裂纹点；t_failureik表示k个裂纹点的失效时间；mi表示通过m次将裂纹维修完；C寿命浪费表示裂纹维修单位时间寿命浪费系数；tfailure表示裂纹的失效时间；tfix表示裂纹的维修时间；C停机表示单次停机维修成本；m表示停机次数；t_fixij表示飞机i的第j个裂纹的维修时间，是t_fixil(l＝1,…,mi)中的一个。6.如权利要求5所述的基于飞机结构健康监控的维修方法，其特征在于，所述保有率模型具体为：其中：t为时间；l为飞机数量；l(t)为t时间处于维修状态的飞机；z为飞机总数；p(t)为保有率模型。7.如权利要求6所述的基于飞机结构健康监控的维修方法，其特征在于，所述第一级维修通过对所述维修模型进行优化，形成第一级维修模型具体为：其中：z为飞机数量；i(i＝1,2,…,z)表示第i架飞机；ki表示第i架飞机共有k个裂纹点；t_failureik表示k个裂纹点的失效时间；mi表示通过m次将裂纹维修完；C寿命浪费表示裂纹维修单位时间寿命浪费系数；tfailure表示裂纹的失效时间；tfix表示裂纹的维修时间；C停机表示单次停机维修成本；m表示停机次数；t_fixij表示飞机i的第j个裂纹的维修时间，是t_fixil(l＝1,…,mi)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋恩鹏，洪海明，周丽君，顾宇轩，张音旋，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21